Existe una necesidad urgente de nuevos métodos para combatir las bacterias resistentes a los antimicrobianos. Científicos del Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias (IPC PAS) demostraron recientemente el potencial de las nanopartículas de plata del té verde para combatir patógenos como bacterias y levaduras, con el objetivo de desarrollar un enfoque eficaz contra las bacterias causadas por agentes antimicrobianos convencionales. como los antibióticos.
Desde su descubrimiento, los antibióticos han transformado la medicina, han ampliado la esperanza de vida y han impulsado el rápido crecimiento de los productos farmacéuticos con una gama de fármacos contra diversos patógenos. Sin embargo, su uso excesivo ha provocado una creciente amenaza para la salud mundial debido a la resistencia a los antibióticos, superando el desarrollo de nuevos antibióticos y generando dudas sobre posibles soluciones. A pesar de estos desafíos, todavía existe la posibilidad de derrotar a este enemigo invisible.
Un equipo de científicos del IPC PAS dirigido por el Prof. Jan Paczesny ha estado investigando nanoformulaciones innovadoras para combatir patógenos generalizados, incluida la bacteria ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa y Enterobacter spp.) y patógenos de levadura como Candida auris o Criptococo neoformans. Estos microorganismos desarrollan rápidamente resistencia cuando se tratan con antibióticos disponibles comercialmente.
Los científicos se habían centrado en el grupo ESKAPE debido a las graves enfermedades que provocan, desde la sepsis hasta el cáncer.
Hace unos meses, el equipo del profesor Paczesny combinó nanopartículas de plata, conocidas por sus propiedades antimicrobianas y antifúngicas, con extractos de té ricos en polifenoles, incluidos antioxidantes. Este enfoque tenía como objetivo mejorar la eficacia de amplio espectro contra patógenos utilizando nanopartículas de plata híbridas verdes (AgNP), que eran más efectivas que los componentes individuales y ciertos antibióticos.
En su investigación, el equipo utilizó té negro (B-Tea), té verde (G-Tea) y té Pu-Erh (R-Tea) como agentes bloqueantes para estabilizar las partículas sintetizadas y prevenir la agregación. Este método proporcionó una gran superficie activa en comparación con otras formulaciones. En el proceso de síntesis se utilizaron ingredientes naturales, respetuosos con el medio ambiente, lo que dio lugar a estructuras de diferentes formas y tamaños, que oscilan entre 34 y 65 nm según el tipo de té utilizado y tienen una marcada reactividad frente a los microorganismos.
Se probaron nanopartículas de plata (B-TeaNP, G-TeaNP, R-TeaNP) preparadas con extractos de té contra cepas bacterianas gramnegativas (E. coli) y grampositivas (E. faecium) para investigar su efecto en diferentes morfologías de la envoltura celular. . La eficacia se analizó comparando los resultados con los antibióticos disponibles comercialmente. Luego se probaron los patógenos ESKAPE para determinar la concentración y composición de partículas más efectivas y se encontró una disminución de hasta el 25 por ciento en las células bacterianas. E. faecium y una disminución del 90% E. cloacae.
Además, las nanopartículas de plata verdes mostraron una disminución del 80% en las células viables. C. auris y alrededor del 90% de disminución para C. neoformans. Las propiedades antibacterianas y antifúngicas de estas nanopartículas debido a su alto contenido en compuestos fenólicos e isoflavonoides como las catequinas sugieren que podrían ser una forma potencial de combatir infecciones y reemplazar a los antibióticos en algunas aplicaciones.
La investigación demostró que las nanopartículas híbridas antimicrobianas reducían significativamente el número de bacterias en comparación con los antibióticos o compuestos individuales. Esta importante mejora podría permitir tratar las superbacterias con dosis más bajas que los compuestos disponibles comercialmente, aunque no todas las bacterias serán destruidas. La pequeña cantidad de nanopartículas de plata híbridas necesarias para superar las infecciones las hace económicas, funcionales y rentables.
Además, el tamaño de las nanopartículas suele estar relacionado con el efecto citotóxico de los nanomateriales, siendo las partículas más pequeñas las más citotóxicas. Esto debería favorecer el control de AgNP y R-TeaNP sobre G-TeaNP y B-TeaNP en nuestros experimentos. Este no era el caso. En la mayoría de los experimentos, las C-AgNP y R-TeaNP mostraron la actividad antimicrobiana más baja. Esto es consistente con otros estudios que demostraron que el tamaño no es un factor principal que afecta la actividad antimicrobiana de las AgNP..
Sada Raza, primera autora del estudio, Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias
Este enfoque innovador podría adaptarse para combatir otras infecciones bacterianas difíciles. Las nanopartículas desarrolladas por los científicos del IPC PAS representan un paso significativo hacia la erradicación efectiva de superbacterias mortales resistentes a los medicamentos y brindan una alternativa a los antibióticos tanto para las bacterias gramnegativas como para las grampositivas.
El estudio destaca el extenso trabajo que aún se realiza en esta área y muestra que los compuestos utilizados individualmente son menos efectivos en comparación con las nanopartículas híbridas verdes.
Descubrimos que las nanopartículas de plata sintetizadas con extractos de té tienen propiedades antibacterianas más fuertes que las nanopartículas de plata solas. Por lo tanto, se podrían utilizar dosis más bajas de TeaNP (0,1 mg ml).−1). Confirmamos que la acción sinérgica de los extractos de té y las nanopartículas de plata permitió una mayor potencia que los antibióticos (ampicilina) en algunos casos cuando se probaron en concentraciones iguales (0,1 mg ml).−1) y después de un tiempo de exposición relativamente corto de tres horas.
Mateusz Wdowiak, coautor del estudio, Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias
El objetivo principal era utilizar nanopartículas en la vida cotidiana, desde la sustitución de compuestos nocivos en la agricultura hasta la promoción de la agricultura orgánica y posibles aplicaciones biomédicas, como aditivos en apósitos para heridas para proteger contra las bacterias. Se están trabajando en tratamientos más específicos contra superbacterias resistentes a los medicamentos utilizando nanotecnología.
La investigación fue realizada por el Centro Nacional de Ciencias de Polonia en el marco de la subvención SONATA BIS No. 2017/26/E/ST4/00041 y por la Fundación para la Ciencia Polaca del Fondo Europeo de Desarrollo Regional en el marco del proyecto. POIR.04.04.00-00 financiado. 14D6/18-00 “Plataformas de sensores híbridos para sistemas fotónicos integrados basados en materiales cerámicos y poliméricos (HYPHa)” (programa TEAM-NET).
Referencia de la revista:
Raza, S., et al. (2023). Mejora de la actividad antimicrobiana de las nanopartículas de plata contra las bacterias ESKAPE y los patógenos fúngicos emergentes mediante el uso de extractos de té. Avances a nanoescala. doi.org/10.1039/D3NA00220A.
Fuente: https://ichf.edu.pl/indexen.html
