Las infecciones bacterianas se encuentran entre las mayores amenazas para la salud humana. Sin embargo, debido a la creciente propagación de bacterias multirresistentes, el suministro actual de antibióticos parece ser insuficiente, por lo que se necesita la exploración de nuevos agentes antibacterianos. Los agentes nanoantibacterianos representan una nueva estrategia para el tratamiento bacteriano. En comparación con los antibióticos, Los agentes nano-antibacterianos tienen dos ventajas:(1) efectos bactericidas de amplio espectro contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas y (2) efectos bactericidas de larga duración debido a su extraordinaria estabilidad. Existen diferencias significativas en los mecanismos antibacterianos entre los antibióticos y los agentes nanoantibacterianos. Los antibióticos pueden prevenir el crecimiento bacteriano al inhibir la síntesis de biomoléculas diana en bacterias, incluyendo la pared celular, ADN y proteínas. Los agentes nano-antibacterianos matan las bacterias mediante la destrucción de la membrana, respuesta al estrés oxidativo, e interacciones con moléculas citosólicas (lípidos, proteínas, ADN etc.).
El óxido de grafeno (GO) tiene aplicaciones antibacterianas. Una reseña titulada "Aplicaciones antibacterianas de los óxidos de grafeno:relaciones estructura-actividad, Eventos de iniciación molecular y bioseguridad, " publicado en Boletín de ciencia , analiza principalmente las relaciones estructura-actividad (SAR) implicadas en la acción antibacteriana inducida por GO, los eventos de iniciación molecular (EIM), y la bioseguridad de las aplicaciones antibacterianas.
GO posee una estructura plana hidrofóbica en forma de panal de abeja bidimensional (2-D) única y grupos hidrofílicos, incluyendo grupos carboxílicos (-COOH) e hidroxilo (-OH) en su borde, que determinan su excelente actividad antibacteriana. Entre estos mecanismos antibacterianos, esta revisión resume las interacciones entre GO y la membrana bacteriana, especialmente el papel significativo de las EIM, incluyendo reacciones redox con biomoléculas, destrucción mecánica de membranas, y catálisis de metabolitos extracelulares. La revisión también analiza en detalle el efecto fisicoquímico de GO sobre la membrana bacteriana, como la peroxidación de fosfolípidos, inserción, envoltura y el efecto de atrapamiento, extracción de lípidos, y radicales libres inducidos por GO.
Es más, esta revisión analiza el efecto del tamaño, forma y funcionalidad de la superficie sobre la actividad antibacteriana para elaborar los SAR, resumiendo también los nanoproductos antibacterianos que se pueden utilizar para aplicaciones biomédicas, Aplicaciones de ingeniería ambiental y alimentaria. Los investigadores también discuten la bioseguridad de GO cuando se utiliza en el campo biomédico, considerando que la exposición directa de agentes antibacterianos a base de GO a las células humanas puede inducir efectos peligrosos indeseables. Por lo tanto, Los científicos deben prestar mucha atención a la fuga y liberación de GO a la sangre mientras utilizan dispositivos biomédicos recubiertos con GO.
Finalmente, la revisión analiza posibles investigaciones futuras y los desafíos de usar GO como un nuevo agente nano-antibacteriano, como comprender las interacciones que ocurren en las interfaces GO-bacteria, la exploración de nanocompuestos basados en GO para lograr efectos antibacterianos sinérgicos, y la inmovilización de GO para uso antibacteriano.
