Investigadores de la Universidad de Pensilvania (EE.UU.) y del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) desarrollaron nanorrobots autónomos y con actividad antimicrobiana capaces de atacar a las bacterias en el sitio de infección.
La nueva tecnología, testada en ratones, se muestra eficaz al tratar infecciones bacterianas de forma controlada y localizada y, según los investigadores, en un futuro no muy lejano podría ayudar a combatir las infecciones, que cada año causan millones de muertes en el mundo, una cifra que aumenta debido a las resistencias a los antibióticos.
Esta situación sanitaria se debe, en gran medida, al amplio e inespecífico espectro de acción de los antibióticos actuales, y a la falta de métodos eficientes de administración que liberen el antibiótico solamente en el sitio de la infección y no de forma sistémica, lo que provoca la aparición de bacterias resistentes.
Ante este problema, el grupo de científicos liderados por Samuel Sánchez (IBEC, noreste de España) y César de la Fuente-Núñez (Universidad de Pensilvania), desarrollaron micro y nanorrobots que son capaces de llevar, de forma autónoma, péptidos (pequeñas proteínas) bactericidas al lugar de infección.
Los micro y nanomotores desarrollados en este trabajo, que publica la revista ‘ACS Nano’, se basan en sílice porosa y se impulsan de forma autónoma por una reacción química, la catálisis de la enzima ureasa, que utiliza la urea como combustible biocompatible, y ha recubierto estos diminutos robots con péptidos antimicrobianos que tienen una fuerte acción antibiótica.
Uno de ellos es un péptido de origen natural y el otro es un péptido sintético derivado del veneno de la avispa, y ambos ejercen su función bactericida desestabilizando la membrana celular de las bacterias, su envoltorio protector. L
La actividad bactericida la probaron en la micro y nano escalas (mil y 1 millón de veces menor que un milímetro, respectivamente) y en cinco especies de bacterias clínicamente relevantes y en todos los casos se mostró efectiva.
«Nuestros nanorrobots combinan navegación, catálisis y capacidad bactericida para llevar cargas antimicrobianas a sitios de infección específicos», resumió el investigador español del IBEC Xavier Arqué.
Para testar los micro y nanorrobots en condiciones in vivo, los investigadores trataron ratones que tenían una herida infectada con Acinetobacter baumannii, una bacteria resistente a la mayoría de los antibióticos y que puede causar neumonía severa e infecciones del tracto urinario.
Los micro y nanorrobots cargados con los péptidos antimicrobianos se inocularon en una extremidad de la herida y la zona se trató con urea, el combustible necesario para su autopropulsión.
«Cuatro días después del tratamiento con los nanorrobots, analizamos la cantidad de bacterias en la herida y hemos visto que se había reducido hasta 3 veces», según el investigador Marcelo Torres.
La clave del éxito del tratamiento es el desplazamiento de los micro y nanorrobots por toda la zona de la herida, lo que permite llevar los péptidos antimicrobianos a una superficie mucho mayor.
Por el contrario, las heridas tratadas con los péptidos antimicrobianos libres mostraron una reducción en la cantidad de bacterias solo en la zona de inoculación.
Según el IBEC, este avance de bioingeniería abre las puertas a implementar en la clínica a corto plazo micro y nanorrobots bioactivos y autónomos para tratar enfermedades infecciosas. EFE
