Nuevo nano-material destruye superbacterias y hongos peligrosos sin dañar células humanas

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Nuevo nano-material destruye superbacterias y hongos peligrosos sin dañar células humanas

Hongo Candida auris antes de la exposición a capas ultrafinas de fósforo negro (izquierda) y después (derecha). / Universidad RMIT

Pronto la medicina tendrá un nuevo aliado contra las bacterias resistentes. Investigadores australianos han desarrollado un nuevo recubrimiento destructor de superbacterias que podría usarse en apósitos e implantes. Los detalles del trabajo fueron publicados en Applied Materials & Interfaces.

El material es uno de los recubrimientos antimicrobianos más delgados desarrollados hasta la fecha. Según los autores es eficaz contra una amplia gama de bacterias y células fúngicas resistentes a los medicamentos, sin dañar las células humanas.

Una amenaza

La resistencia a los antibióticos es una grave amenaza para la salud mundial, y causa al menos 700 mil muertes al año. Sin el desarrollo de nuevas terapias antibacterianas, el número de muertos aumentaría a 10 millones de personas al año para 2050.

Aunque las infecciones por hongos son menos reconocidas, en un año matan alrededor de 1,5 millones de personas a nivel mundial, cifra que aumenta año tras año. Una amenaza emergente para los pacientes hospitalizados con COVID-19, por ejemplo, es el hongo común Aspergillus, el cual llega a causar infecciones secundarias mortales.

El nuevo recubrimiento se basa en un material 2D ultrafino que hasta ahora había sido de interés principalmente en el campo de la electrónica de próxima generación. El material fue creado por un equipo liderado por la Universidad RMIT.

Nanothin

Los estudios sobre el fósforo negro (BP por sus siglas en inglés) indicaron que tiene algunas propiedades antibacterianas y antifúngicas. Sin embargo, el material nunca había sido examinado metódicamente para su posible uso clínico.

Los análisis revelaron la eficacia de BP para matar microbios cuando se esparce en capas nanodelgadas sobre superficies como el titanio y el algodón (materiales utilizados en la fabricación de implantes y apósitos para heridas).

“Nuestro revestimiento de nanothin es un asesino de bacterias dual que funciona separando las bacterias y las células de los hongos, esto dará a los microbios muchas dificultades para adaptarse”, dijo el co-investigador principal, el Dr. Aaron Elbourne. “Se necesitarían millones de años hasta desarrollar naturalmente nuevas defensas para un ataque físico tan letal”.

Por su parte, el profesor asociado Sumeet Walia añadió detalles del avance. “El BP se descompone en presencia de oxígeno. Esto normalmente es un gran problema en la electrónica, y tuvimos que superarlo con una minuciosa ingeniería de precisión con el fin de desarrollar nuestras tecnologías”, mencionó Walia.

No obstante, los materiales que se degradan fácilmente con el oxígeno pueden ser ideales para matar microbios. Era exactamente lo que buscaban los científicos que trabajaban en tecnologías antimicrobianas. “Curiosamente, nuestro problema fue su solución”, afirmó Walia.

¿Cómo funciona?

A medida que el BP se descompone, oxida la superficie de las bacterias y las células fúngicas. Este proceso, conocido como oxidación celular, finalmente los destroza.

En el nuevo estudio, el primer autor Zo Shaw probó la efectividad de las capas nanodelgadas de BP contra 5 cepas de bacterias comunes, incluidas E. coli y MRSA resistente a los medicamentos, así como 5 tipos de hongos, incluida Candida auris. En solo dos horas, destruyó hasta el 99% de las células bacterianas y fúngicas.

Es importante destacar que el BP también comenzó a autodegradarse en ese tiempo y se desintegró por completo en 24 horas. Esta importante característica muestra que el material no se acumularía en el cuerpo.

Los investigadores identificaron en el laboratorio los niveles óptimos de BP con un efecto antimicrobiano mortal, que a su vez dejan las células humanas intactas. Ahora han comenzado a experimentar con diferentes formulaciones para probar la eficacia en una variedad de superficies de relevancia médica.

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