Un equipo de investigadores de la Universidad de Brown ha desarrollado un nuevo material sensible que puede liberar carga encapsulada solo cuando hay bacterias patógenas presentes. El material podría usarse para hacer vendajes para heridas que respondan rápidamente a las infecciones crecientes, pero solo entreguen medicamentos a pedido.

El desarrollo es particularmente relevante frente a la crisis mundial de resistencia a los antibióticos, dicen los investigadores, ya que el material podría ayudar a combatir las infecciones y al mismo tiempo abordar el problema de la resistencia.

"Hemos desarrollado un sistema inteligente de administración de fármacos activado por bacterias", dijo Anita Shukla, profesora asociada en la Escuela de Ingeniería de Brown, quien dirigió el desarrollo del material. "Nuestra hipótesis es que tecnologías como esta, que reducen la cantidad de fármaco necesaria para un tratamiento eficaz, también pueden reducir los efectos secundarios y la posibilidad de resistencia".

El nuevo material, descrito en la revista ACS Applied Materials and Interfaces , es un hidrogel, una red polimérica hidratada. Los hidrogeles son altamente biocompatibles y se pueden usar para encapsular una variedad de nanopartículas o terapias de moléculas pequeñas. A menudo se utilizan en apósitos para heridas. Los hidrogeles "inteligentes" o sensibles están emergiendo como plataformas prometedoras para la administración de fármacos. Se pueden hacer para responder al entorno localizado, acelerando o ralentizando la liberación del medicamento en respuesta a la temperatura, el pH u otros factores.

Para este nuevo material, Shukla y su equipo desarrollaron un hidrogel que es sensible a las β-lactamasas, una clase de enzimas liberadas por una variedad de bacterias dañinas. La presencia de β-lactamasas hace que la red de polímeros reticulados del material se degrade, liberando las nanopartículas terapéuticas contenidas en su interior.

"Lo interesante es que las β-lactamasas son en realidad una de las principales causas de la resistencia a los antibióticos, ya que destruyen los antibióticos β-lactámicos, que son algunos de los antibióticos que se recetan con más frecuencia", dijo Shukla. "Pero tomamos este mecanismo de defensa bacteriano y lo usamos contra las bacterias".

En una serie de experimentos de laboratorio, Shukla y un equipo de estudiantes graduados de Brown demostraron que el material es realmente sensible a las β-lactamasas, liberando carga de nanopartículas solo cuando había β-lactamasas o bacterias productoras de β-lactamasas. De lo contrario, el material mantuvo su carga encapsulada. El equipo planea continuar desarrollando y probando el material, eventualmente en el entorno clínico como un vendaje para heridas que pueda responder a infecciones emergentes.

"Creemos que esto es algo que tiene el potencial de trasladarse a la clínica", dijo Shukla. "Seguimos trabajando para lograrlo".

Otros autores del estudio son Dahlia Alkekhia y Cassi LaRose del Centro de Ingeniería Biomédica de Brown. + Explora más

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