Los picos de titanio matan la droga de las superbacterias

Inspirándose en las estructuras que matan bacterias que se ven en las alas de algunos insectos, los investigadores han desarrollado una forma sin medicamentos de eliminar los microbios resistentes a los medicamentos que comúnmente causan infecciones adquiridas en hospitales. Su técnica es una forma novedosa y eficaz de abordar el problema de las superbacterias resistentes a los antibióticos.

La cirugía puede provocar infección y, con el aumento de microbios resistentes a los medicamentos, proporcionar un tratamiento eficaz es cada vez más difícil. Si bien las bacterias suelen ser las principales culpables de las infecciones, las especies de Candida resistentes a los medicamentos, un tipo de hongo, también están resultando problemáticas. No sólo pueden colonizar y formar biopelículas eficazmente en los materiales implantados, lo que provoca infecciones adquiridas en el hospital, sino que también provocan malos resultados clínicos.

Cuando insertan elementos como caderas de titanio o prótesis dentales, los médicos utilizan una variedad de recubrimientos antimicrobianos, productos químicos y antibióticos para evitar el desarrollo de infecciones. Pero estas medidas no serán tan efectivas, o en absoluto efectivas, si el microbio en cuestión ha desarrollado resistencia.

Pero investigadores de la Universidad RMIT han ideado una forma novedosa y sin medicamentos de matar superbacterias inspirada en la superficie antimicrobiana de las alas de algunos insectos. Insectos como las libélulas, las cigarras y los caballitos del diablo tienen diminutos pilares (nanopilares) en la superficie de sus alas que actúan como un “mecanobiocida”, separando físicamente las células bacterianas y matándolas.

"Es como estirar un guante de látex", dijo Elena Ivanova, autora correspondiente del estudio. "A medida que se estira lentamente, el punto más débil del látex se adelgazará y eventualmente se romperá".

Entonces, los investigadores se propusieron crear su propio mecano-biocida, desarrollando una superficie de titanio cubierta con púas de microescala especialmente diseñadas, cada una del tamaño de una célula bacteriana, utilizando una técnica llamada grabado con plasma.

Probaron la eficacia de la superficie para matar Candida resistente a múltiples medicamentos y descubrieron que aproximadamente la mitad de las células fueron destruidas poco después de hacer contacto con las púas. Significativamente, la otra mitad (las células que no fueron destruidas inmediatamente) resultaron lo suficientemente dañadas como para no poder reproducirse ni causar infección.

"Las células de Candida que resultaron dañadas sufrieron un estrés metabólico extenso, impidiendo el proceso en el que se reproducen para crear una biopelícula fúngica mortal, incluso después de siete días", dijo Denver Linklater, uno de los coautores del estudio. "No pudieron ser revividos en un entorno sin estrés y finalmente se apagaron en un proceso conocido como apoptosis o muerte celular programada".

En un estudio anterior publicado en la revista Materialia ya se había descubierto que la superficie de titanio con micropilares era eficaz contra dos patógenos comunes, las bacterias Staphylococcus aureus ("Golden Staph") y Pseudomonas aeruginosa.

"El hecho de que las células murieran después del contacto inicial con la superficie (algunas por rotura y otras por muerte celular programada poco después) sugiere que no se desarrollará resistencia a estas superficies", dijo Ivanovna. "Este es un hallazgo importante y también sugiere que es posible que sea necesario repensar la forma en que medimos la eficacia de las superficies antimicrobianas".

Los investigadores dicen que la técnica relativamente simple de grabado con plasma que utilizaron para crear las púas podría aplicarse en una amplia gama de materiales y aplicaciones.

"Esta nueva técnica de modificación de superficies podría tener aplicaciones potenciales en dispositivos médicos, pero también podría modificarse fácilmente para aplicaciones dentales o para otros materiales como bancos de acero inoxidable utilizados en la preparación de alimentos y la agricultura", dijo Ivanovna.

El estudio fue publicado en la revista Advanced Materials Interfaces.

Fuente: Universidad RMIT