Un hidrogel lleno de nanoesponjas acaba con bacterias resistentes a los antibióticos

La resistencia bacteriana a los antibióticos es cada vez mayor, por lo que los científicos buscan nuevas alternativas para luchar contra estas diminutas entidades malignas. Una fuente de importantes avances en esa dirección está siendo la nanotecnología o tecnología a escala atómica, molecular y supramolecular.

El año pasado, por ejemplo, científicos de la Universidad de Berna (Suiza) desarrollaron nanopartículas hechas de lípidos que se asemejaban mucho a las membranas de las células, y que eran capaces de captar y neutralizar las toxinas bacterianas.

Sin toxinas, las bacterias se vuelven indefensas y pueden ser eliminadas por las células del sistema inmunitario del paciente. Por tanto, la técnica supone una muy buena estrategia terapéutica.

Ahora, nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego (EEUU) también han usado la nanotecnología para desarrollar un hidrogel lleno de nanoesponjas o nanopartículas absorbentes. En este caso, estas absorben las toxinas de bacterias resistentes a antibióticos (en concreto, de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina o SARM).

En pruebas realizadas con ratones infectados con SARM, ya se ha demostrado que el hidrogel desarrollado minimiza lesiones de piel, sin el uso de antibióticos, informa Eurekalert!

Una excelente combinación de propiedades

Para fabricar el hidrogel de nanoesponjas, el equipo metió nanopartículas absorbentes en un hidrogel. Estas nanopartículas fueron desarrolladas en 2013 por este mismo equipo de científicos para eliminar no solo toxinas bacterianas presentes en los glóbulos rojos, sino también otro tipo de toxinas, como las de los venenos de araña o serpiente.

En cuanto al hidrogel, este está compuesto de agua y polímeros (macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas).  En los últimos años, los hidrogeles se han revelado como compuestos muy interesantes, pues se ha contemplado su uso para reparar cartílago, fabricar tejido cardiaco e incluso para su impresión 3D como constituyente de futuros órganos artificiales, entre otras aplicaciones.

La combinación de hidrogel y nanopartículas resuelve asimismo una importante dificultad que presentan las nanoesponjas: que, en los tejidos, estas  tienden a dispersarse a otras partes del cuerpo muy rápidamente. Al estar integrarlas en un hidrogel, en cambio, las nanopartículas absorbentes permanecen retenidas en el sitio de la infección posibilitando su eliminación progresiva, explican los investigadores.

Disfrazadas para engañar a las toxinas

Cada nanoesponja metida en el hidrogel es una nanopartícula que va recubierta de una membrana de glóbulo rojo. Dicho recubrimiento hace que las nanoesponjas vayan por tanto disfrazadas de glóbulos rojos, que son las células que las toxinas producidas por el SARM persiguen. Así es como las nanoesponjas atraen a dichas toxinas, para eliminarlas de la circulación sanguínea.

Pero, para que las nanoesponjas puedan hacer este trabajo en un punto específico del organismo, por ejemplo, una herida infectada en la piel, deben reunirse muchas de ellas en ese mismo lugar.

Esto es posible gracias al hidrogel, pues este puede contener miles de millones de nanoesponjas por mililitro. Los poros del hidrogel además son lo suficientemente pequeños como para evitar que la mayoría delas nanoesponjas se escapen, pero lo suficientemente grandes como para que las toxinas pasar fácilmente en su interior para alcanzar a las nanoesponjas que acabarán con ellas.

Una de las ventajas importantes de este sistema terapéutico en desarrollo es que, como no precisan de antibióticos, evitará que los pacientes desarrollen resistencia a estos.

Referencia bibliográfica:

Fei Wang, Weiwei Gao, Soracha Thamphiwatana, Brian T. Luk, Pavimol Angsantikul, Qiangzhe Zhang, Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Jonathan A. Copp, Dissaya Pornpattananangkul, Weiyue Lu, Liangfang Zhang. Hydrogel Retaining Toxin-Absorbing Nanosponges for Local Treatment of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection. Advanced Materials (2015). DOI: 10.1002/adma.201501071.