Investigadores en Irlanda han desarrollado un tratamiento antimicrobiano bioinspirado que puede matar rápidamente las bacterias resistentes a los medicamentos. El tratamiento consiste en complejos de yodo-tiocianato, que están inspirados en enzimas y moléculas reactivas producidas por nuestro sistema inmune.
La resistencia microbiana a los antibióticos y biocidas está aumentando, y nuestra capacidad para tratar eficazmente las infecciones bacterianas y la contaminación está amenazada. Es importante que los científicos desarrollen nuevos antibióticos, pero también necesitamos nuevas estrategias para lidiar con la contaminación bacteriana que no son dependientesen antibióticos.
"El aumento de 'superbacterias' deja a la comunidad clínica con un número cada vez menor de opciones para tratar enfermedades infecciosas y para prevenir la propagación de bacterias resistentes en, por ejemplo, entornos hospitalarios", explica el profesor Vincent O'Flaherty del NationalUniversidad de Irlanda Galway, co-autor correspondiente del estudio, publicado recientemente en Fronteras en microbiología .
Las infecciones adquiridas en el hospital son una preocupación importante para los pacientes ancianos o enfermos. Cuando la infección es resistente a los antibióticos, pueden producirse enfermedades graves o la muerte. La contaminación bacteriana puede ocurrir en dispositivos médicos, como catéteres, que están incrustados en los pacientes. Bacteriastienden a acumularse en estos implantes y forman capas viscosas llamadas biopelículas, y las biopelículas también se pueden formar en heridas crónicas, lo que perjudica la cicatrización de heridas. Las biopelículas son particularmente resistentes a las estrategias de descontaminación.
Con esto en mente, los investigadores se propusieron desarrollar un tratamiento antibacteriano efectivo, inspirándose en las enzimas de peroxidasa naturales que juegan un papel en la defensa inmune contra las infecciones bacterianas. Las peroxidasas pueden producir moléculas oxidadas altamente reactivas en presencia de hidrógenoperóxido. Estas sustancias altamente reactivas, presentes de forma natural en las secreciones corporales como la saliva, la leche y las lágrimas, pueden dañar las células bacterianas y provocar su muerte.
Sin embargo, las enzimas son caras y poco prácticas de producir en las cantidades requeridas para un tratamiento antibacteriano ampliamente utilizable. Por lo tanto, los investigadores idearon un sistema libre de enzimas que consiste en peróxido de hidrógeno y dos sustancias oxidables, yoduro y tiocianato.Los complejos de tiocianato producen sustancias antimicrobianas altamente reactivas, sin una enzima peroxidasa.
El equipo probó la capacidad de los complejos para matar una variedad de cepas bacterianas, incluyendo MRSA, una cepa resistente a los antibióticos. Para hacer esto, trataron a las bacterias en suspensiones celulares, donde las células bacterianas flotan libremente, o en biopelículas.también probó si las bacterias se volvieron resistentes a los complejos, incubándolos con pequeñas dosis a lo largo del tiempo.
Los complejos causaron la muerte bacteriana rápida en todas las cepas probadas, en algunos casos matando a las bacterias en 30 segundos, incluso en pequeñas dosis. Podrían matar tanto las bacterias que flotan libremente como las de las biopelículas, lo que sugiere que podrían usarse para la descontaminaciónen una variedad de situaciones. Finalmente, los complejos también fueron efectivos contra MRSA, y las bacterias probadas no desarrollaron resistencia con el tiempo.
Los antibióticos a menudo funcionan atacando un sitio específico en una bacteria. Al incluir dos sustancias oxidables, los complejos producen un cóctel de moléculas antimicrobianas, dañando múltiples sitios bacterianos simultáneamente. Esto significa que es poco probable que las bacterias desarrollen resistencia a los complejos.
El equipo espera que los complejos puedan aplicarse como desinfectante o incluso usarse para tratar directamente las heridas infectadas. "Tendremos que evaluar la seguridad y la idoneidad de los complejos para su uso en humanos o sobre ellos", dice O'Flaherty"También necesitamos desarrollar sistemas de administración para implementar el tratamiento en una variedad de entornos que actualmente están afectados por bacterias resistentes a los antibióticos". La lista de aplicaciones potenciales incluye lavados de piel antes de la cirugía, desinfección de superficies e instrumentos hospitalarios, cuidado de heridas, tratamiento de úlceras y descontaminación de dispositivos médicos.
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