La sacarosa y el ácido cítrico son ingredientes comunes en una taza de té. Pero como compuestos NADES solventes eutécticos profundos naturales, estas sustancias en combinación pueden matar las bacterias con tanta eficacia como si fueran invadidas por una excavadora.
La terapia fotodinámica se ha utilizado en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer durante varios años. El tratamiento es el resultado de una combinación de materiales activados por la luz fotosensibilizadores y la luz misma mata las células cancerosas o el estado precursor del cáncer.
Kristine Opsvik Wikene ha utilizado su doctorado para estudiar cómo se puede utilizar la fototerapia contra las bacterias en heridas superficiales infectadas. Los resultados son tan sorprendentes que la iniciativa de innovación de la propia Universidad, Inven2, ha solicitado una patente junto con Opsvik Wikene y su tutor principal., Profesora Hanne Hjorth Tønnesen.
"En principio, los científicos han descubierto un nuevo tipo de disolventes aplicados a los materiales activados por luz utilizados en la fototerapia bactericida, pero estamos estudiando varias posibilidades. Existe una necesidad sustancial de este tipo de tratamiento en el mercado", diceJan Solberg, director de estrategia tecnológica de Inven2, una empresa de innovación universitaria.
También podría aprender un nuevo término científico de inmediato: solventes eutécticos. De hecho, la solicitud de patente trata sobre la destrucción de bacterias utilizando solventes eutécticos de sustancias naturales. Los solventes se denominan NADES, abreviatura de "solventes eutécticos profundos naturales".El solvente eutéctico es un solvente que tiene un punto de fusión por debajo del de las sustancias solventes originales.
"La idea original era hacer mezclas de NADES para disolver los fotosensibilizadores, un grupo de sustancias que tienen un efecto bactericida cuando se iluminan con luz con la longitud de onda" correcta ".
Pero luego descubrimos que los NADES por sí mismos, sin fotosensibilizadores, tenían un efecto bactericida ", explica Hjorth Tønnesen.
Los efectos bactericidas ya existen cuando los disolventes se utilizan solos, pero el efecto aumenta cuando los disolventes se exponen a la luz en una determinada longitud de onda. Y si añadimos adicionalmente los fotosensibilizadores, el efecto es aún más fuerte. Hemos mostradoque en algunas circunstancias solo es necesaria una pequeña cantidad, dice Opsvik Wikene.
Es muy probable que la terapia fotodinámica mate las bacterias resistentes a los antibióticos con la misma facilidad que otras bacterias.
Esto hace que la solicitud de patente sea aún más interesante porque las bacterias resistentes a los antibióticos son un problema que aumenta rápidamente en la atención médica moderna
"Ha habido intentos de crear bacterias resistentes a la terapia fotodinámica, pero hasta ahora las bacterias parecen indefensas. En comparación, solo pasaron un par de años después de que la penicilina estuvo en uso antes de que las bacterias resistentes a la penicilina fueran un hecho", dice OpsvikWikene.
Parece que Kristine Opsvik Wikene y Hanne Hjorth Tønnesen han mejorado considerablemente la terapia fotodinámica antimicrobiana.
"Los resultados indican que nuestros compuestos especiales son muy adecuados para el tratamiento de infecciones de la superficie corporal. Por ejemplo, un problema creciente es que los diabéticos desarrollan heridas en los pies y creemos que nuestros compuestos pueden detener las infecciones dañinas que surgen en este tipo de heridas.Los compuestos también deberían ser eficaces contra el acné, las quemaduras infectadas o en el tratamiento de úlceras en la cavidad bucal ", dice Hjorth Tønnesen.
Los dos científicos enfatizan que tomará algún tiempo antes de que pueda comprar las nuevas sustancias antimicrobianas en su farmacia local.
"El efecto bactericida se acaba de demostrar en el laboratorio hasta ahora. Tenemos que hacer experimentos con animales seguidos de estudios clínicos en humanos antes de que esto pueda convertirse en un producto comercial. Pero creemos de todo corazón que hemos descubierto algo muy interesante", dice Opsvik.Wikene.
"Un tubo de ensayo contiene sacarosa, lo mismo que el azúcar que guarda en el armario de su casa. La sacarosa es una sustancia sólida a temperatura ambiente. El segundo tubo de ensayo contiene un tipo de azúcar llamado glucosa, también una sustancia sólida, y elEl tercer tubo contiene un compuesto formado por los dos azúcares ", explica.
Como por arte de magia, lo notable es que el tercer tubo que contiene el compuesto es una sustancia líquida. El compuesto líquido contiene exactamente la misma cantidad de moléculas de sacarosa y glucosa; es el propio compuesto el que crea la estructura distintiva que lo hacelíquido.
Opsvik Wikene también ha descubierto compuestos NADES en proporciones diferentes. Un regalo común en todos los compuestos es que contienen sustancias presentes en varios tipos de células; sustancias como azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos como ácido cítrico, etc.
El efecto bactericida de los compuestos NADES es probablemente el resultado de la creación de radicales libres, compuestos químicos reactivos y de vida corta, cuando los compuestos están en contacto con las bacterias en las proximidades de la luz.
"Creemos que estos radicales libres atacan todo tipo de moléculas en una célula bacteriana, tanto la membrana externa como el ADN dentro de la célula. Las bacterias quedan indefensas porque no logran desarrollar resistencia contra un ataque tan sustancial:Es casi como atropellar a las bacterias con una excavadora ", proclama Hjorth Tønnesen.
En principio, los radicales libres también atacarán las células sanas cercanas a las bacterias que están siendo destruidas, pero afortunadamente los fotosensibilizadores disueltos en NADES se transmiten más rápidamente a las bacterias que a las células sanas del cuerpo.
"Esto significa que tenemos un marco de tiempo: si aplicamos un NADES con fotosensibilizador e iluminamos el área infestada inmediatamente, podemos matar las bacterias antes de que el área circundante se vea afectada", según Hjorth Tønnesen.
Los disolventes NADES tienen una capacidad especial; pueden disolver tanto sustancias solubles en agua como no solubles en agua. Esto le da a NADES la posibilidad de utilizar una amplia gama de fotosensibilizadores.
"Si este tratamiento resulta tan prometedor como parece, fácilmente podemos tener un gran éxito comercial en nuestras manos, dice Jan Solberg de Inven2. Ha ayudado a Opsvik Wikene y Hjorth Tønnesen con la solicitud de patente y cree que contiene una serie de interesantescosas.
"El uso más inmediato es aplicar estos métodos en heridas de piernas infestadas y otros tipos de heridas superficiales. Es común que las personas mayores, especialmente los fumadores y los diabéticos, puedan desarrollar heridas en las piernas debido a la circulación sanguínea limitada. Estas heridas a menudo sondifíciles de tratar, dolorosas y fáciles de infectar. Pero con este nuevo método imaginamos que las enfermeras de atención domiciliaria pueden aplicar el solvente NADES en este tipo de heridas y luego activar las sustancias bactericidas con luz de la "longitud de onda correcta", dice Solberg.
Las heridas en las piernas no desaparecerán solo porque la bacteria muera, sino que será muy ventajoso deshacerse de todas las infecciones.
Solberg señala que la terapia fotodinámica bactericida se conoce desde hace mucho tiempo, pero que se ha convertido en un campo de investigación cada vez más interesante después de que la resistencia a los antibióticos se ha convertido en un problema creciente.
"Las sustancias que se utilizan para matar bacterias con este método son a menudo moléculas grandes y difíciles de disolver. Sin embargo, los compuestos NADES tienen características que facilitan la disolución de estas sustancias y eso abre muchas posibilidades. La solicitud de patente es especialmenteinteresante también porque los solventes en sí mismos parecen tener un efecto bactericida, tanto con el uso de luz como sin él ", dice Solberg.
Inven2 ahora tiene la esperanza de que una empresa farmacéutica compre los derechos descritos en la patente o que algunos inversores se interesen y creen una nueva empresa.
"Por lo general, es necesario realizar pruebas clínicas sustanciales antes de que se pueda aprobar un nuevo fármaco, pero en este caso al menos algunos de los compuestos NADES están compuestos por sustancias que tienen un efecto documentado. Kristine Opsvik Wikene, por ejemplo, ha descrito unaNADES que simplemente consisten en sacarosa y ácido cítrico, ambas sustancias que encontrará en su taza de té común. Esperamos que la aprobación del tratamiento de heridas sea más fácil de obtener con estas sustancias comunes ", dice Solberg.
Sin embargo, Inven2 desea facilitar de tal manera que los científicos puedan obtener los recursos para, por ejemplo, estudiar qué bacteria es más común en las heridas de las piernas y con qué eficacia NADES las destruye.
"De ahora en adelante, buscamos solicitar al Consejo de Investigación de Noruega fondos de la iniciativa Biotek2021. Eso allanará el camino para una financiación más sustancial para este interesante proyecto", explica Solberg.
Los dos científicos han probado hasta ahora el efecto de NADES, entre otras, en estas bacterias: Escherichia coli, bacteria intestinal común, Enterococcus faecalis que a menudo causa infecciones dentro de la cavidad oral, Staphylococcus aureus que puede causar una larga lista de infecciones, Staphylococcus epidermidisque puede crear una biopelícula en el catéter y otros implantes, Pseudomonas aeruginosa que es común en heridas infectadas y Klebsiella pneumoniae que a menudo causa neumonía e infecciones hospitalarias.
Las pruebas se han realizado en el Instituto Nórdico de Materiales Dentales NIOM como parte de un proyecto de colaboración más amplio. Los compuestos NADES también destruyen el hongo Candida albicans que puede causar infecciones bucales y genitales, especialmente en mujeres.
DATOS SOBRE NADES Los disolventes eutécticos basados en sustancias sintéticas y a menudo tóxicas se han utilizado anteriormente como disolventes en la síntesis orgánica. En 2011, científicos holandeses descubrieron que las sustancias presentes en muchos tipos de células, a menudo en grandes cantidades, tienen en ciertas proporciones la capacidadpara crear disolventes eutécticos. Este descubrimiento forma el trasfondo de esta nueva investigación en UiO. Pero, ¿qué es realmente NADES? Opsvik Wikene presenta tres pequeños tubos de ensayo para explicar de qué se trata.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Oslo, Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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