Desarrollan un nanodispositivo contra bacterias y otros patógenos

JOURNAL Biomaterials Advances
DOI: 10.1016/j.bioadv.2024.213840.

Un equipo de la Universidad Politécnica de Valencia, España, ha desarrollado un nanodispositivo inteligente basado en un componente del aceite esencial de canela como agente antimicrobiano.

Combatir la resistencia a los antimicrobianos es uno de los mayores desafíos para la salud debido a la ineficacia de los tratamientos biocidas estándar. Este desafío podría abordarse utilizando productos naturales, que han demostrado ser potentes terapias contra los microbios resistentes a múltiples fármacos. En el presente trabajo, se desarrolla y utiliza como agente antimicrobiano un nanodispositivo compuesto por nanopartículas mesoporosas de sílice cargadas con un componente de aceite esencial (cinamaldehído) y funcionalizadas con el polipéptido ε-poli-l-lisina. En presencia de los estímulos correspondientes (es decir, enzimas proteolíticas exógenas de bacterias u hongos), el polipéptido se hidroliza y se mejora la liberación de cinamaldehído. El mecanismo de liberación y la eficacia del nanodispositivo se evalúan in vitro contra los microorganismos patógenos Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans.

Hasta el momento, el nuevo nanodispositivo ha mostrado una gran eficacia contra microorganismos patógenos como Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Se podría aplicar para la eliminación de patógenos que pueden estar presentes en alimentos, aguas residuales y en el tratamiento de infecciones nosocomiales, que son las que se adquieren durante estancias hospitalarias.

En el caso de la Escherichia coli, la mayoría de cepas son inofensivas, si bien hay algunas que pueden provocar cólicos abdominales intensos o diarrea aguda y vómitos. En el caso de la bacteria Staphylococcus aureus, sus efectos pueden ser infecciones cutáneas, infecciones en el torrente sanguíneo, osteomielitis o neumonía. Mientras, Candida albicans es un tipo de hongo que puede encontrarse en diferentes fluidos biológicos, provocando infecciones como la candidemia o la candidiasis invasora.

De fácil aplicación y gran eficacia

Según destaca el equipo del grupo NanoSens del IDM-CIBER, la aplicación de este “nanokiller” sería muy sencilla. “Por ejemplo, podríamos crear un spray y hacer una formulación basada en agua y otros compuestos y aplicarlo. En campo, podríamos hacer un formulado de base acuosa y directamente fumigar, como se hace con cualquier pesticida actualmente. Y en los hospitales podría aplicarse sobre vendas e incluso se podría intentar crear una cápsula que se pudiera tomar vía oral”, explica Andrea Bernardos, investigadora del grupo NanoSens del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM).

El nuevo nanodispositivo mejora la eficacia del cinamaldehído encapsulado en comparación con el compuesto libre: unas 52 veces en el caso de Escherichia coli, unas 60 veces en el de Staphylococcus aureus y unas 7 veces en el de Candida albicans.

“El aumento de la actividad antimicrobiana del componente de aceite esencial es posible gracias a la disminución de su volatilidad debido a su encapsulación en una matriz de sílice porosa y al aumento de su concentración local cuando se libera, debido a la presencia de los microorganismos”, destaca Andrea Bernardos, investigadora del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM).

Entre sus ventajas, destaca por su gran actividad antimicrobiana a dosis muy bajas. Además, potencia las propiedades antimicrobianas del cinamaldehído libre con una reducción de la dosis biocida en torno al 98% en el caso de las cepas bacterianas (Escherichia coli y Staphylococcus aureus) y del 72% para la cepa de levadura (Candida albicans) cuando se aplica el nanodispositivo.

“Además, este tipo de dispositivos que contienen biocidas naturales (como los componentes del aceite esencial) cuya liberación está controlada por la presencia de patógenos, podrían aplicarse también en campos como la biomedicina, la tecnología de alimentos, la agricultura y muchos otros”, concluye Ángela Morellá-Aucejo, investigadora también del grupo NanoSens IDM en la Universitat Politècnica de València.

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