Hidrogel estructurado de fagos antibacterianos se cura a sí mismo

Un estudio nuevo describe cómo un gel antibacteriano con paquetes autoorganizados de nanofilamentos de fago se puede modificar fácilmente para atacar células específicas, incluidos los tumores.

Desarrollado por investigadores de la Universidad de McMaster (Hamilton, ON, Canadá), el nuevo gel está compuesto de haces de bacteriófagos M13 autoorganizados, cada uno compuesto por cientos de nanofilamentos entrecruzados, capaces de adsorber una cantidad de agua de hasta 16 veces su peso. Los hidrogeles jerárquicos M13 exhiben varias propiedades avanzadas a temperatura ambiente, incluida la autocuración bajo condiciones biológicas apropiadas, autofluorescencia en tres canales, biodegradación, capacidad de imagenología no destructiva y bioactividad hacia las bacterias huésped.

Los bacteriófagos se ensamblan espontáneamente en cristales líquidos; con la ayuda de un aglutinante químico, forman fácilmente una sustancia similar a la gelatina que se puede curar a sí misma cuando se corta. Las estructuras de hidrogel entrecruzadas y autoorganizadas pueden servir como bloques de construcción para la síntesis de abajo hacia arriba. Un solo mililitro de hidrogel antibacteriano, de color amarillo y con una consistencia que se asemeja a la gelatina, contiene aproximadamente 300 billones de fagos. El estudio que describe la forma cómo se hace el hidrogel se publicó el 24 de julio de 2019 en la revista ACS Chemistry of Materials.

“El ADN de los fagos se puede modificar fácilmente para que ataque células específicas, incluidas las células cancerosas. A través de una tecnología ganadora del Premio Nobel llamada exhibición de fagos, incluso es posible encontrar fagos que se dirigen a plásticos o contaminantes ambientales”, dijo el autor principal, Zeinab Hosseini-Doust, PhD, del departamento de ingeniería química. “Ser capaces de dar forma a los fagos en forma sólida abre nuevas perspectivas de posibilidad, a medida que se aprende sobre su utilidad en la lucha contra las enfermedades y este proceso promete numerosas aplicaciones beneficiosas en medicina y protección del medio ambiente”.

Los bacteriófagos son esencialmente bionanopartículas con una cubierta proteica, cuya composición se puede controlar con precisión atómica mediante la ingeniería genética. Reconocen a su huésped a través de proteínas que se unen a estructuras en la superficie de la bacteria. Las proteínas de los fagos también son muy estables; algunas de ellas requieren calentamiento a temperaturas superiores a 90°C para destruir su estructura en 3D. Ambas propiedades proporcionan durabilidad en condiciones ambientales adversas y permiten que los bacteriófagos esperen la próxima oportunidad de infectar nuevas bacterias huésped.

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Universidad de McMaster