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Si se las deja a su suerte, las bacterias de los dientes o de la piel lesionada pueden recubrirse con una estructura viscosa y formar la llamada biopelícula. Estas bacterias dañan los tejidos y son difíciles de eliminar porque la mucosidad las protege de los antibióticos. Un nuevo enfoque podría ser una manera fácil de eliminar la suciedad y las bacterias.
Los científicos de la Universidad de Stanford y la Universidad de Pensilvania crearon nanopartículas de oro recubiertas de azúcar que les permitieron tomar imágenes y destruir biopelículas. Los científicos demostraron cómo se pueden utilizar las nanopartículas con fines diagnósticos y terapéuticos en los dientes y la piel lesionada de ratas y ratones. El estudio fue publicado en Revista de investigación clínica,
Pudieron eliminar biopelículas en tan solo 60 segundos, superando a los antimicrobianos tradicionales.
Esta plataforma le permite destruir biopelículas sin eliminar quirúrgicamente las infecciones, lo que puede ser necesario cuando se usan antibióticos. Además, este método podría tratar a pacientes alérgicos a los antibióticos o infectados con cepas resistentes a los medicamentos, y el hecho de que este método no contenga antibióticos es una gran ventaja..
Luisa Russell, Ph.D., Directora de Programa, División de Descubrimiento de Ciencia y Tecnología, NIBIB.
A las bacterias les gusta Estreptococos mutantes pueden formar biopelículas o placas orales que pueden provocar caries graves. La causa más común de infecciones de heridas. estafilococos bacteriaspuede provocar retrasos importantes en el proceso de curación.
Independientemente de la situación, la densa red de proteínas y carbohidratos de las biopelículas puede impedir que los antibióticos lleguen a todas las bacterias de la zona afectada.
Sin embargo, eso no es todo: las biopelículas plantean un problema. No sólo es difícil deshacerse de ellos, sino que también es difícil incluso identificarlos.
Esta nueva investigación ha descubierto que el oro es la respuesta que puede resolver ambos problemas al mismo tiempo.
El oro es una excelente opción para la terapia fototérmica, una táctica que utiliza el calor de los patógenos cercanos para matarlos, porque no es tóxico y convierte fácilmente la energía de las fuentes de luz en calor. Las partículas de oro se pueden visualizar mediante un método llamado imágenes fotoacústicas porque las nanopartículas no sólo generan calor sino que también responden a la luz emitiendo ondas ultrasónicas detectables.
Los autores del nuevo estudio optimizaron la respuesta de las perlas de oro a la luz para aplicaciones terapéuticas y de imágenes encerrándolas en nanopartículas de oro más grandes en forma de jaula. Recubrieron las partículas con dextrano, un carbohidrato común utilizado para formar biopelículas, para hacerlas atractivas para las bacterias.
Colocando las nanopartículas de oro sobre él. S. mutans-dientes infectados de mandíbulas de ratas ex vivo, los investigadores examinaron su enfoque.
Gracias a las señales claras y fuertes de las nanopartículas durante una prueba de imagen fotoacústica en los dientes, los investigadores pudieron identificar dónde las biopelículas habían absorbido las partículas recubiertas de dextrano en los dientes.
Luego irradiaron los dientes con un láser para evaluar el efecto terapéutico de las partículas. A modo de comparación, utilizaron el antiséptico clorhexidina tópica en otras muestras de dientes infectados.
Los investigadores vieron una clara diferencia entre los resultados de los dos tratamientos: la terapia fototérmica eliminó casi por completo las biopelículas, mientras que la clorhexidina no tuvo ningún efecto discernible sobre la viabilidad bacteriana.
El método de tratamiento es especialmente rápido para las infecciones bucales. Aplicamos el láser durante un minuto, pero en realidad matamos prácticamente todas las bacterias en unos 30 segundos..
Maryam Hajfathalian, Ph.D., profesora y primera autora del estudio, Departamento de Ingeniería Biomédica, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey
Maryam Hajfathalian realizó este estudio como investigadora postdoctoral en la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Stanford.
pruebas en estafilococos áureoLos ratones infectados con heridas abiertas en la piel también tuvieron éxito porque el calor generado por las nanopartículas superó significativamente el efecto de la gentamicina, otro agente antimicrobiano.
La temperatura aumentó 20 °C y se limitó a la biopelícula. Según las mediciones de los investigadores, no parecía dañar el tejido circundante.
Los autores dicen que esperan demostrar mediante pruebas adicionales si el método puede detener las caries o acelerar la curación.
Creo que es importante ver cuán económico, sencillo y rápido es este proceso. Debido a que tenemos un uso limitado de antibióticos, necesitamos tratamientos novedosos como estos para reemplazarlos.
Maryam Hajfathalian, Ph.D., profesora y primera autora del estudio, Departamento de Ingeniería Biomédica, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey
Referencia de la revista:
Hajfathalian, M., et al (2023) Las nanopartículas teranósticas de jaula de oro en oro permiten la ablación fototérmica y la obtención de imágenes fotoacústicas en modelos de infección asociada a biopelículas. Revista de investigación clínica. doi.org/10.1172/JCI168485
Fuente: https://www.nih.gov/
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