Redacción
Un equipo de la Universidad de Sevilla (US) ha desarrollado una nanocápsula capaz de dirigir compuestos antibacterianos al origen de la infección. La propuesta plantea una alternativa a los antibióticos tradicionales y busca mejorar la eficacia del tratamiento frente a bacterias frecuentes en humanos, incluidas algunas resistentes a las terapias actuales.
La estrategia se basa en el uso de compuestos de rutenio, un metal con propiedades antibacterianas que se estudia como posible alternativa terapéutica. Uno de los principales problemas de estos compuestos es su escasa estabilidad en medios acuosos, ya que pueden degradarse con facilidad antes de ejercer su acción.
El sistema encapsula compuestos de rutenio para evitar su degradación antes de llegar al lugar de la infección
Para resolver esta limitación, los investigadores han diseñado una nanocápsula que envuelve el rutenio y lo protege hasta alcanzar su objetivo. Así, el compuesto antibacteriano permanece estable hasta llegar a la bacteria y actúa solo donde resulta necesario.
«De este modo, el agente antibacteriano no se degrada antes de tiempo y actúa únicamente donde es necesario, lo que mejora su eficacia y reduce posibles efectos no deseados. Así, conseguimos que se mantenga estable y que sólo se active cuando entra en contacto con la bacteria», ha explicado Manuel Pernía Leal, a la Fundación Descubre, investigador de la Universidad de Sevilla.
Los resultados se recogen en el trabajo Amphiphile-Assisted Synthesis of Ruthenium Nanoparticles for Controlled Release and Enhanced Antibacterial Activity, publicado en Small Methods. Según detallan los autores, las nanocápsulas miden alrededor de 20 nanómetros, lo que las hace miles de veces más pequeñas que una bacteria.
Los ensayos in vitro muestran una elevada eficacia frente a Staphylococcus aureus y Enterococcus faecalis
Estas estructuras se generan mediante un proceso de autoensamblaje de moléculas orgánicas. Ese mecanismo permite crear cápsulas resistentes y ajustar tanto su tamaño como su contenido. De esta forma, pueden transportar distintas cantidades del agente activo, adaptar la dosis y facilitar su entrada en el microorganismo.
Los investigadores comparan su funcionamiento con el de un caballo de Troya. El complejo de rutenio permanece inactivo dentro de la cápsula hasta que la bacteria la incorpora. Una vez en su interior, el metal se activa y ejerce su efecto antimicrobiano, bloqueando su crecimiento o eliminándola.
Los ensayos realizados en laboratorio muestran una elevada eficacia frente a bacterias Gram positivas, como Staphylococcus aureus y Enterococcus faecalis, relacionadas con infecciones cutáneas, respiratorias y hospitalarias.
Además, el equipo ha introducido modificaciones en la superficie de las nanocápsulas para controlar la velocidad de liberación del fármaco. Para ello han incorporado grapas moleculares basadas en cadenas de polietilenglicol, que actúan como una malla flexible capaz de ralentizar la salida del rutenio.
«Al modificar la superficie de la cápsula, ralentizamos la salida del rutenio. Así, conseguimos ajustar de forma precisa la liberación del fármaco para que sea más gradual, sostenida en el tiempo y personalizada a las necesidades terapéuticas de cada caso», aclara Pernía Leal.
La tecnología permite una liberación controlada del fármaco y abre la puerta a futuras aplicaciones terapéuticas
Para comprobar ese comportamiento, el equipo realizó ensayos de liberación en laboratorio con un sistema similar al de una bolsita de té. Las nanopartículas se colocan en un compartimento permeable y se analiza de forma periódica cuánto compuesto pasa al agua. Este método ha permitido medir con precisión la cantidad liberada y su ritmo, un aspecto clave para una futura aplicación terapéutica.
Por el momento, los experimentos del grupo FQM-102 Estereoquímica y Síntesis Asimétrica se han llevado a cabo in vitro. El siguiente paso será avanzar hacia estudios en modelos animales. Además, los investigadores trabajan ya en nuevos nanomateriales más potentes y en posibles aplicaciones adicionales en salud, como el tratamiento dirigido de células cancerosas.
La investigación ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Universidad de Sevilla y fondos europeos de desarrollo regional (Feder). También han colaborado los Servicios Centrales de Investigación de la Universidad de Sevilla (Citius) y la Universidad de Málaga en la caracterización y análisis de los nanomateriales.
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