Llenar los bolsillos de un germen con oro podría ser una forma útil de acabar con una infección. Es frustrante que los científicos hayan luchado por convertir esta pepita de conocimiento en una terapia antimicrobiana práctica.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur y la Universidad de Fudan en China, y la Universidad de Leeds en el Reino Unido, recientemente unieron fuerzas para volver a empaquetar los nanoaglomerados de oro para hacerlos más atractivos para las bacterias y menos dañinos para nuestros propios cuerpos. Al tejer el oro en dos moléculas con niveles contrastantes de pegajosidad electrostática, el equipo construyó una partícula que tiene el potencial de perforar las defensas de muchos patógenos bacterianos comunes sin quedarse para dañar los tejidos circundantes.
A primera vista, el oro puede no parecer un tratamiento obvio para matar gérmenes. Reducido a un polvo fino a nanoescala, este elemento de peso pesado es capaz de causar serios daños.
Una forma en que las nanopartículas de oro manejan esto es facilitando reacciones químicas que liberan especies de oxígeno capaces de dañar el ADN. Otra es interferir con las membranas celulares, haciéndolas más permeables a diversas sustancias tóxicas, como los antibióticos. También pueden absorber la luz de un láser con gran eficiencia, calentando y tostando sus alrededores. Desafortunadamente, estas prácticas formas de limpiar las infecciones no siempre discriminan a las bacterias del huésped, lo que pone a nuestras propias células en riesgo de las terapias con nanopartículas de oro.
Lo que se necesita es una forma de alentar a las bacterias a que recojan la mayor cantidad de oro posible, al tiempo que se asegura de que nuestras propias células no hagan lo mismo. En los últimos años, los ingenieros han manipulado el comportamiento de las nanopartículas de oro de dos formas.
Uno es controlar con precisión su tamaño. Mantener las partículas por debajo de dos nanómetros ayuda a que las partículas se deslicen mejor a través de nuestros riñones, lo que permite una salida más rápida de nuestros cuerpos. Entonces, los investigadores se enfocaron en limitar el tamaño de sus grupos a solo 25 átomos.
El segundo es incorporar estructuras químicas ‘pegajosas’ llamadas ligandos, que les confieren varias características que permiten rastrearlas fácilmente o ayudar a controlar la forma de las partículas. En este caso, al aplicar un ligando con carga positiva a los grupos, el equipo esperaba que las células bacterianas con carga más negativa atraigan el oro como un suéter atrae el pelo de gato.
Ajustar aún más las partículas para que sea aún menos probable que impacten en el cuerpo del huésped contribuiría en gran medida a transformar la terapia con oro en una realidad clínica. Pero los estudios anteriores han tenido poca suerte al limitar las nanopartículas de oro con algo más que un ligando de un solo tipo, ya que los métodos para integrar ligandos con diferentes talentos tienden a ser incompatibles. Esta vez, el equipo tuvo una fórmula ganadora, basada en una combinación de un compuesto cargado positivamente llamado piridinio y un zwiterión, un compuesto que tiene grupos cargados tanto positiva como negativamente.
El piridinio ayuda a que el oro sea más atractivo para las bacterias. El zwiterión se eligió en base a estudios anteriores que mostraron una estabilidad mejorada y una mayor compatibilidad con los tejidos animales.
Probados en Staphylococcus epidermidis resistente a la meticilina (MRSE), los nanoclusters de oro aumentados tuvieron un claro impacto en la capacidad de agregación de las bacterias. También generó especies reactivas de oxígeno y afectó la integridad de sus membranas.
Mejor aún, cuando luego se dosificaron con varios antibióticos, el número de bacterias disminuyó. En un caso, la dosis requerida para inhibir el crecimiento de MRSE disminuyó más de 100 veces. Las pruebas en ratas con infecciones cutáneas por MRSE ayudaron a afirmar que las nanopartículas de oro ayudaron a la curación sin que se convirtieran en una molestia.
“Al ajustar sistemáticamente la proporción de los dos ligandos, hemos identificado una forma de utilizar los nanoclusters de oro no solo para actuar como agentes antimicrobianos eficaces, sino como un mecanismo para mejorar la potencia de los antibióticos que se han vuelto ineficaces debido a la resistencia bacteriana a los fármacos”. dice Dejian Zhou, un ingeniero químico de Leeds.
“La investigación tiene un significado en la forma en que deberíamos pensar acerca de la respuesta a la resistencia a los antimicrobianos”.
El aumento de la resistencia a los antibióticos es uno de los problemas más acuciantes de la medicina moderna y amenaza con inutilizar algunas de nuestras defensas más preciadas contra las infecciones. Encontrar nuevas formas de matar las bacterias está muy bien. Pero encontrar formas de mantener nuestro tesoro de tratamientos existentes también sería un gran alivio. Esta podría ser, literalmente, una oportunidad de oro para darnos una segunda oportunidad de protección contra enfermedades que han cobrado tantas vidas a lo largo de la historia.
Fuente: Science Alert.
