Un equipo de investigación internacional, liderado por el Instituto de Investigaciones Químicas, un centro conjunto del CSIC y la Universidad de Sevilla, ha desarrollado nanopartículas metálicas con la capacidad de eliminar la bacteria Staphylococcus aureus, conocida por estar asociada a infecciones hospitalarias y ser creciente resistente a los antibióticos actuales. Esta investigación contó con la colaboración de la Universidade Nova de Lisboa, la Universidad de Toulouse, el Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology y la Universidad Autónoma de Barcelona.
Las nanopartículas fueron testadas en laboratorio y podrían abrir el camino hacia nuevas estrategias antimicrobianas que superen a las tradicionales. Los investigadores sugieren diseñar agentes antimicrobianos biomiméticos, que emulan sistemas naturales y combinan nanomateriales con biomoléculas orgánicas como las del ADN o las proteínas. Este enfoque tiene el potencial de desarrollar nuevos sistemas con funciones antifúngicas, anticancerígenas o antimicrobianas en un futuro cercano.
La innovación del estudio radica en la fusión de dos componentes que individualmente no poseen actividad antibacteriana: nanopartículas diminutas de rutenio, un metal ampliamente usado en química y catálisis, y una molécula orgánica derivada del uracilo, parte del material genético de los seres vivos. Integrados, estos componentes actúan sinérgicamente para combatir bacterias.
El trabajo, descrito en el artículo «Ru Nanoparticles Ligated by an N-Heterocyclic Carbene Derived from Uracil Nucleoside as Selective Antimicrobial Agents» publicado en Inorganic Chemistry, resalta el efecto cooperativo del metal y la molécula orgánica. Luis Miguel Martínez, investigador del Instituto de Investigaciones Químicas, señala que el objetivo era crear un agente antimicrobiano activo contra bacterias problemáticas, pero al mismo tiempo selectivo y poco tóxico.
Para fabricar estas nanopartículas, se desarrolló un método eficiente de un solo paso. Se combinó un precursor de rutenio con una molécula del uracilo, funcionando esta última como un ‘molde’ que estabiliza y regula el tamaño final de las nanopartículas, previniendo la formación de grandes agregados metálicos. El proceso, realizado en un único reactor, permite una producción más eficiente y limpia.
Los científicos verificaron la forma y tamaño de las nanopartículas utilizando microscopía de alta resolución, observando su estructura cristalina interna, crucial para su eficacia antimicrobiana. Además, se realizaron cálculos teóricos avanzados para entender mejor el acoplamiento de la biomolécula a la superficie de las nanopartículas.
Las pruebas de actividad antimicrobiana mostraron que las nanopartículas recubiertas con la molécula derivada del uracilo eran las únicas con actividad antibacteriana, siendo selectivas contra la Staphylococcus aureus. Esta selectividad es fundamental para evitar la afectación de microorganismos no destinados o la promoción de resistencias.
El equipo de investigación planea seguir explorando combinaciones biomiméticas para el desarrollo de nuevos materiales útiles en aplicaciones biomédicas, como el tratamiento de infecciones complejas. El proyecto ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, además de recursos proporcionados por el Instituto de Investigaciones Químicas.
Fuente: Junta de Andalucía.
