Encontrar alternativas a los antibióticos es uno de los mayores desafíos que enfrenta la comunidad investigadora. Las bacterias son cada vez más resistentes a estos fármacos, y esta resistencia lleva a la muerte de más de 25, 000 en todo el mundo. Ahora, un equipo multidisciplinar de investigadores de la Universitat Rovira i Virgili, la Universidad de Grenoble (Francia), la Universidad de Saarland (Alemania) y la Universidad RMIT (Australia) han descubierto que la deformación mecánica de las bacterias es un mecanismo tóxico que puede matar bacterias con nanopartículas de oro. Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Materiales avanzados y son un gran avance en la comprensión de los investigadores de los efectos antibacterianos de las nanopartículas y sus esfuerzos por encontrar nuevos materiales con propiedades bactericidas.

Desde los tiempos del Antiguo Egipto, El oro se ha utilizado en una variedad de aplicaciones médicas y, más recientemente, en cuanto al diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el cáncer. Esto se debe al hecho de que el oro es un material químicamente inerte, es decir, no reacciona ni cambia cuando entra en contacto con un organismo. Entre la comunidad científica, Las nanopartículas son conocidas por su capacidad para hacer visibles los tumores y por sus aplicaciones en nanomedicina.

Esta nueva investigación muestra que estas nanopartículas químicamente inertes pueden matar bacterias gracias a un mecanismo físico que deforma la pared celular. Para demostrar esto, los investigadores han sintetizado en el laboratorio nanopartículas de oro en forma de esfera casi perfecta y otras en forma de estrellas, todos midiendo 100 nanómetros (8 veces más delgado que un cabello). El grupo analizó cómo estas partículas interactúan con bacterias vivas. "Descubrimos que las bacterias se deforman y se desinflan como una bola a la que se deja salir el aire antes de morir en presencia de estas nanopartículas, "explicó Vladimir Baulin, investigador del Departamento de Ingeniería Química de la URV. Los investigadores afirman que las bacterias parecen haber muerto después de una fuga masiva. "como si la pared celular hubiera explotado espontáneamente".

Los científicos pensaron que un mecanismo físico podría ser responsable de la muerte de la bacteria. Como consecuencia, realizaron unas simulaciones numéricas para analizar cómo una capa homogénea de nanopartículas individuales podría aplicar suficiente tensión mecánica a la pared celular de la bacteria que acaba rompiendo aparentemente por estiramiento, como un globo que se infla desde distintos puntos hasta que explota.

Para confirmar esta hipótesis, los investigadores crearon un modelo artificial de una membrana celular bacteriana para evaluar su respuesta cuando entraba en contacto con las nanopartículas de oro de 100 nm. "Descubrimos que el modelo se contraía espontáneamente hasta que colapsaba por completo, probando así la hipótesis de que las nanopartículas aplican un estiramiento mecánico sobre la membrana celular de la bacteria, ", Afirmó Baulin.