Eliminando bacterias resistentes con nanopartículas

Nuevas nanopartículas desarrolladas por investigadores de ETH Zurich y Empa detectan bacterias multirresistentes escondidas en las células del cuerpo y las matan. El objetivo de los científicos es desarrollar un agente antibacteriano que sea eficaz donde los antibióticos convencionales siguen siendo ineficaces.

En la carrera de armamentos «la humanidad contra bacterias, «las bacterias están actualmente por delante de nosotros. Nuestras antiguas armas milagrosas, los antibióticos, están fallando cada vez más cuando los gérmenes utilizan complicadas maniobras para protegerse de los efectos de estos medicamentos. Algunas especies incluso se refugian en el interior células humanas, donde permanecen «invisibles» para el sistema inmunológico. Estos patógenos particularmente temidos incluyen estafilococos resistentes a múltiples fármacos (MRSA), que pueden causar enfermedades potencialmente mortales, como sepsis o neumonía.

Para rastrear los gérmenes en sus escondites y eliminarlos, un equipo de investigadores de ETH Zurich y Empa está desarrollando nanopartículas que utilizan un modo de acción completamente diferente al de los antibióticos convencionales: aunque los antibióticos tienen dificultades para penetrar en las células humanas, estas nanopartículas pueden penetrar la membrana de las células afectadas. Una vez allí, pueden combatir las bacterias.

Biovidrio y metal

El equipo dirigido por Inge Herrmann, profesora de sistemas de nanopartículas en ETH Zurich e investigadora de Empa en St. Gallen, utilizó óxido de cerio, un material con propiedades antibacterianas y antiinflamatorias en su forma de nanopartículas. Los investigadores combinaron el óxido de cerio con un material cerámico bioactivo conocido como biovidrio e híbridos de nanopartículas sintetizadas a partir de los dos materiales.

En cultivo celular y utilizando microscopía electrónica, investigaron las interacciones entre nanopartículas híbridas, células humanas y bacterias. Cuando los científicos trataron las células infectadas con bacterias con las nanopartículas, las bacterias dentro de las células comenzaron a disolverse. Sin embargo, si los investigadores bloquearon específicamente la absorción de las partículas híbridas en las células, el efecto antibacteriano desapareció.

Desarrollo de resistencia menos probable

El modo exacto de acción de las partículas aún no se comprende completamente. También se ha demostrado que otros metales tienen efectos antimicrobianos. Sin embargo, el cerio es menos tóxico para las células humanas que, por ejemplo, la plata. Los científicos asumen actualmente que las nanopartículas afectan la membrana celular de la bacteria, creando especies que reaccionan al oxígeno que conducen a la destrucción de gérmenes. Dado que la membrana celular de las células humanas está estructurada de manera diferente a la de las bacterias, nuestras células no se ven afectadas por este proceso.

Los investigadores creen que es menos probable que se desarrolle resistencia a tal mecanismo. A continuación, los investigadores tienen la intención de analizar las interacciones de las partículas en el proceso de infección con más detalle, con el fin de optimizar aún más la estructura y composición de la nanopartículas. Su objetivo es desarrollar un agente antibacteriano simple y robusto que sea eficaz en las personas infectadas. células.