Lucha contra las superbacterias con redes e interruptores de la luz
El hidrogel reduce las bacterias resistentes en un 95
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Un nuevo gel podría combatir las bacterias resistentes en las heridas y alrededor de las zonas de implantes, al tiempo que favorece la cicatrización. El hidrogel, inspirado en las defensas inmunitarias naturales, ha dado resultados muy prometedores en modelos animales.
Las infecciones bacterianas son responsables cada año de unos 7,7 millones de muertes en todo el mundo, problema que se agrava aún más por la creciente resistencia a los antibióticos. Las infecciones de heridas no sólo son cada vez más difíciles de tratar, sino que impiden al mismo tiempo la cicatrización del tejido circundante. Esto se debe a que la infección de la herida provoca una reacción inflamatoria mal dirigida en la que el sistema inmunitario se activa constantemente, daña el tejido sano y bloquea los procesos de reparación necesarios para la cicatrización. Los antibióticos ofrecen poca ayuda en estas situaciones, aunque sean eficaces contra la bacteria subyacente.
Cómo funcionan las redes de proteínas de nuestras células inmunitarias
Este es el punto de partida de un nuevo planteamiento, desarrollado por el profesor Raffaele Mezzenga, de la ETH de Zúrich, y su equipo, en colaboración con investigadores de la Universidad de Shanghai, y publicado recientemente en la página externa Nature Communications.
Su método se inspira en las estructuras proteínicas en forma de red que liberan las células inmunitarias para atrapar a los patógenos y hacerlos inofensivos. Estas trampas extracelulares de neutrófilos (NET) son una especie de trampa natural que impide que las infecciones se propaguen por el organismo.
Ya se han realizado ensayos con imitaciones artificiales de estas estructuras. Sin embargo, los materiales sintéticos utilizados en ensayos anteriores resultaron ser demasiado inestables, no eran suficientemente tolerables o carecían de la eficacia necesaria contra las bacterias resistentes.
Enzima antibacteriana activada por luz infrarroja
"A diferencia de muchos enfoques sintéticos, nosotros nos basamos en un sistema natural a base de proteínas", explica Mezzenga. El gel se fabrica con clara de huevo de gallina y está compuesto por una densa malla de diminutas fibras proteicas de lisozima, que permanece inactiva en esta forma. La lisozima es una enzima antibacteriana que también está presente en el cuerpo humano. El gel actúa como una red física que se asienta sobre la herida y retiene las bacterias en su interior.
El paso decisivo para activar la enzima es tan sencillo como pulsar un botón: al someter el gel a la luz infrarroja cercana -un método suave y relativamente poco invasivo- se calienta una molécula termorreactiva integrada precisamente para este fin. El calor generado por esta molécula hace que parte de la red de fibras proteínicas se desmonte temporalmente y libere moléculas individuales de lisozima. En esta forma, las moléculas de lisozima son biológicamente activas. Atacan a las bacterias, dirigiéndose a sus paredes celulares, y matan al patógeno.
Sustituir la inflamación crónica por la curación
Paralelamente, el gel libera iones de magnesio cuando se activa con la luz. En lugar de tener un efecto antibacteriano, estos iones calman el sistema inmunitario. Reprograman las células inmunitarias proinflamatorias en un fenotipo pro-regenerativo. En consecuencia, en lugar de mantener la respuesta inflamatoria, las células ahora apoyan activamente la reparación celular y, por tanto, favorecen la curación en lugar de perjudicarla.
Cuando se interrumpe el pulso de luz, las fibras proteínicas vuelven a unirse para formar una red estable. Esto significa que el gel proporciona de nuevo un marco que proporciona estabilidad a las células al tiempo que favorece la regeneración tisular.
El atributo clave del hidrogel es la reversibilidad de sus fibras, que pueden desensamblarse y volverse a ensamblar. "Nuestra tecnología combina los efectos antibacterianos y antiinflamatorios con la cicatrización de heridas. Algún día podría abrir nuevas posibilidades, especialmente para pacientes diabéticos con heridas crónicas y para pacientes que luchan contra la resistencia a los antibióticos", afirma Qize Xuan, de la Universidad de Shanghai, autor principal del estudio y antiguo estudiante de doctorado visitante en el laboratorio de Mezzenga.
La carga bacteriana en modelos animales se reduce en un 95
El hidrogel ya se ha probado en estudios preclínicos con ratones y cerdos. En el modelo murino, el gel redujo en un 95 por ciento la carga bacteriana de una herida infectada con SARM resistente a los antibióticos. Además, la herida tratada se cerró casi por completo en 15 días, mientras que las heridas controladas no tratadas mostraron una cicatrización significativamente más lenta. La cicatrización acelerada de la herida también se observó en el modelo porcino, junto con una colonización bacteriana significativamente menor. Además, el material crea un entorno favorable para la formación de nuevo hueso y tejido blando.
El gel, que se aplica directamente sobre la herida, permanece en su lugar durante todo el proceso de cicatrización. El tejido lo absorbe y se biodegrada gradualmente a medida que se regenera.
Sin embargo, aún queda mucho camino por recorrer antes de que el gel pueda llegar a los pacientes. El siguiente paso son los ensayos clínicos. "Ahora estamos buscando socios industriales que nos ayuden", dice Mezzenga. "Ensayos como éste son laboriosos, caros y sólo son posibles en estrecha colaboración con los hospitales".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Qize Xuan, Hui Li, Yuan Gao, Xinchi Qiao, Yifan Feng, Xinyu Yu, Jiazhe Cai, Tonghui Jin, Bin Liu, Mohammad Peydayesh, Jiaqi Su, Peter Fischer, Ping Wang, Chao Chen, Jiangtao Zhou, Raffaele Mezzenga; "Photo-reversible amyloid nanoNETs for regenerative antimicrobial therapies"; Nature Communications, Volume 16, 2025-12-10
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