Mientras tanto, las opciones para tratar infecciones por estos gérmenes están disminuyendo, confirmando las preocupaciones de médicos y científicos sobre el fin de la era de los antibióticos.
Sabíamos que iba a ser un problema desde el principio. Básicamente, tan pronto como se descubrió la penicilina, unos años más tarde se informó que había un organismo resistente ".
Irene Chen, Profesor de química y bioquímica de UC Santa Bárbara
Gracias a factores como la transferencia horizontal de genes y la reproducción rápida, Los organismos como las bacterias Gram-negativas pueden evolucionar más rápido de lo que podemos producir antibióticos para controlarlos.
Entonces Chen y su grupo de investigación están buscando alternativas a los antibióticos, en un esfuerzo creciente por detener la marea de infecciones bacterianas incurables. En su trabajo, el grupo ha recurrido a los bacteriófagos, un grupo de virus de origen natural que colonizan bacterias.
"Esa es su función natural, De Verdad, para crecer y matar bacterias, "dijo Chen, autor de un artículo que aparece en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Aprovechando la capacidad de los bacteriófagos para ubicarse en bacterias específicas sin dañar el resto del microbioma, los investigadores pudieron utilizar una combinación de nanobarras de oro y luz del infrarrojo cercano para destruir incluso las bacterias resistentes a múltiples fármacos sin antibióticos.
La terapia con fagos no es nueva, Chen dijo. De hecho, se ha utilizado en la antigua Unión Soviética y Europa durante aproximadamente un siglo, aunque se los considera en gran medida como una alternativa de último recurso a los antibióticos. Entre los problemas no resueltos de la terapia con fagos se encuentra la caracterización incompleta de la biología de los fagos, una biología que podría permitir consecuencias no deseadas debido a la rápida evolución y reproducción de los fagos. así como las posibles toxinas que pueden transportar los virus. Otro problema es el aspecto de todo o nada de la terapia con fagos, ella añadió.
"Es difícil analizar el efecto de un tratamiento con fagos, ", dijo." Es posible que vea que funciona completamente o que puede ver que falla por completo, pero no tiene el tipo de respuesta a la dosis que desea ".
Para superar estos desafíos, el laboratorio de Chen desarrolló un método de terapia con fagos controlada.
"Lo que hicimos fue conjugar los fagos con nanobarras de oro, ", explicó. Estos" phanorods "se aplicaron a bacterias en cultivos in vitro de células de mamíferos y luego se expusieron a la luz del infrarrojo cercano.
"Cuando estas nanovarillas están fotoexcitadas, traducen la energía de la luz al calor, "Chen dijo, "y eso crea temperaturas locales muy altas".
El calor es suficiente para matar las bacterias. y también mata a los fagos, evitando cualquier evolución adicional no deseada. El resultado es un misil guiado de terapia con fagos dirigida que también permite el control de la dosis. El laboratorio tuvo éxito en la destrucción de E. coli, P. aeruginosa y V. cholerae:patógenos humanos que causan síntomas agudos si no se controlan. También lograron destruir X. campestris, una bacteria que causa pudrición en las plantas.
En colaboración con la ingeniera mecánica de UC Santa Bárbara, Beth Pruitt, el laboratorio determinó que si bien el calor destruyó con éxito las bacterias y los fagos, más del 80% del cultivo de células de mamíferos debajo de la biopelícula de bacterias sobrevivió.
"Esta cuestión de si daña los tejidos de los mamíferos es muy importante, ", Dijo Chen." El trabajo en nanotecnología y nanomedicina en el tratamiento de infecciones bacterianas indica que cuando no es un objetivo, realmente carga los tejidos circundantes ".
El laboratorio planea investigar otros posibles fagos para contrarrestar otras bacterias, posiblemente diseñando un método fototérmico que podría tratar múltiples infecciones bacterianas.
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