Nanoesponjas con hidrogel combaten infecciones bacterianas

Unas nanoesponjas de absorción de toxinas podrían proporcionar una terapia localizada frente a las infecciones virulentas por el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM), según un nuevo estudio.

Investigadores de la Universidad de California, San Diego (UCSD; EUA) y la Universidad de Fudan (Shanghái, China), desarrollaron el nanomaterial unihíbrido mezclando las nanoesponjas con las nanopartículas recubiertas en una membrana de glóbulos rojos (RBC) que absorben toxinas peligrosas producidas por el SARM, la E. coli, y otras bacterias resistentes a los antibióticos, en un hidrogel hecho de agua y polímeros. La composición de hidrogel optimizado ayuda a mantener en su sitio a las nanoesponjas que absorben las toxinas (disfrazadas de glóbulos rojos), sin comprometer el transporte de toxinas en el gel para su neutralización.

Una sola membrana de glóbulos rojos se puede utilizar para hacer miles de núcleos de las nanoesponjas de polímero, cada una con un diámetro de aproximadamente 85 nanómetros, es decir, 3000 veces menor que el glóbulo rojo original de. El número de toxinas que cada nanoesponja podría absorber depende de la toxina; en el caso del SARM, una nanoesponja puede absorber aproximadamente 85 toxinas de alfa-hemolisina. Las nanoesponjas tienen una vida media de 40 horas y, finalmente, son metabolizadas, junto con las toxinas secuestradas, en el hígado.

En un modelo murino, las lesiones de la piel infectadas con SARM que fueron tratados con la nanoesponja-hidrogel eran significativamente más pequeñas que los que se dejaron sin tratar. Los investigadores también demostraron, que dos días después de que fueron inyectadas debajo de la piel de un ratón, casi el 80% de las nanoesponjas-hidrogeles todavía se encontraban en el sitio de la inyección. Cuando las nanoesponjas fueron inyectadas sin el hidrogel, sólo el 20% de ellas seguía en el sitio de la inyección después de sólo dos horas, con la mayor parte de ellas difundiéndose a los tejidos circundantes. El estudio fue publicado el 31 de abril 2015, en la revista Advanced Materials.

“Hemos combinado fortalezas de dos diferentes materiales, nanoesponjas e hidrogeles, para crear una formulación potente para tratar infecciones bacterianas locales”, dijo el autor principal, el Prof. Liangfang Zhang, PhD, de la Facultad de Ingeniería. “Las nanoesponjas solo son difíciles de utilizar en los tejidos locales, ya que se difunden a otras partes del cuerpo muy rápidamente. Mediante la integración de las nanoesponjas en un hidrogel, podemos retenerlas en el sitio de la infección”.


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University of California, San Diego
Fudan University