Nanoantibióticos contra bacterias resistentes

Las infecciones bacterianas resistentes constituyen uno de los principales problemas de salud que enfrenta la humanidad en la actualidad. Un número creciente de cepas bacterianas evade el tratamiento con antibióticos escondiéndose dentro de las células. Los agentes antimicrobianos convencionales no pueden penetrar y ser retenidos en las células de los mamíferos infectados. Investigadores de ETH Zurich y Empa (Suiza) en el artículo Inorganic nanohybrids combat antibiotic-resistant bacteria hiding within human macrophages publicado en la revista Nanoscale (2021) explican el desarrollo de nuevas nanopartículas capaces de detectar y matar bacterias multirresistentes que se esconden en las células del cuerpo. Estas utilizan un modo de acción completamente diferente al de los antibióticos convencionales debido a que pueden atravesar la membrana de las células afectadas para combatir las bacterias.

Crédito: Inge K. Herrmann y col. Nanoscale (2021)

Utilizaron nanopartículas de óxido de cerio, un material con propiedades antibacterianas y antiinflamatorias y lo combinaron con un material cerámico bioactivo conocido como biovidrio obteniendo a partir de los dos materiales nanopartículas hibridas. En cultivo celular y utilizando microscopía electrónica, investigaron las interacciones entre las partículas híbridas, las células humanas y las bacterias. Cuando los científicos trataron las células infectadas por las bacterias con las nanopartículas, las bacterias dentro de las células comenzaron a morir. Sin embargo, cuando los investigadores bloquearon específicamente la absorción de las partículas híbridas en las células, el efecto antibacteriano desapareció demostrando que los nanohíbridos intrínsecamente antibacterianos reducen significativamente la supervivencia bacteriana dentro de los macrófagos sin dañar a estos últimos. Los investigadores creen que es poco probable que se desarrolle resistencia contra un mecanismo de este tipo. Su objetivo actual es transformar la investigación en el desarrollo un agente antibacteriano simple, robusto y eficaz para actuar dentro de las células infectadas.

Lectura complementaria:

Inorganic nanohybrids combat antibiotic-resistant bacteria hiding within human macrophages

Nanopartículas vs. vitaminas

El estrés oxidativo ocurre en nuestros cuerpos cuando las células pierden el equilibrio natural de electrones en las moléculas. Forma parte del metabolismo, pero también juega un importante papel en el proceso de envejecimiento y en varias condiciones patológicas, como la insuficiencia cardíaca, la atrofia muscular y la enfermedad de Parkinson.

Crédito: Gianni Ciofani. Nanomedicine Vol 2,22.

El mejor consejo para mantener un cuerpo en equilibrio y evitar el estrés oxidativo es seguir una dieta saludable e ingerir suficientes vitaminas. En el artículo Modulation of gene expression in rat muscle cells following treatment with nanoceria in different gravity regimes” publicado en la revista Nanomedicine (Vol. 2,22) se han demostrado resultados prometedores de las nanopartículas de óxido de cerio para ayudar a proteger las células de las causas comunes de daño y mantenerlas en forma. Los astronautas sufren más estrés oxidativo debido a la radiación adicional  recibida y al flotar en ingravidez, por lo que los investigadores de Italia decidieron probar si las nanopartículas tendrían el mismo efecto protector sobre las células humanas en el espacio que en la tierra. Prepararon células musculares que volaron a la Estación Espacial Internacional y se cultivaron en la incubadora Kubik de la ESA antes de congelarlas para su almacenamiento. Finalmente las nuestras celulares congeladas cayeron al Océano Pacífico en la nave espacial Dragon. La configuración del experimento dio como resultado muestras excelentes para analizar utilizando la secuenciación de ARN de última generación. Han podido determinar un efecto protector marcado en las células tratadas con las nanopartículas cerámicas de óxido de cerio. Funcionan mejor y durante más tiempo con relación a los antioxidantes tradicionales como las vitaminas. Una alternativa interesante y económica, no obstante queda mucho por investigar, como cuál es la mejor manera de administrar las nanocerámicas, cuánto duran sus efectos protectores y sobre posibles efectos secundarios no deseados.

 Información complementaria:                                                                                                     Modulation of gene expression in rat muscle cells ...