Un equipo de la Universidad de Jaén ha desarrollado un arma nueva para combatir a las bacterias que podría tener aplicaciones en fármacos y alimentación: son nanopartículas magnéticas que se introducen en las bacterias y las eliminan.
La resistencia de las bacterias se ha convertido en una de las cuestiones que más preocupan a las autoridades sanitarias. Estos microorganismos han desarrollado estrategias para eludir la acción de los productos antibióticos de una manera asombrosa, y dejan anticuados hasta los tratamientos más avanzados para combatirlos.
La industria farmacológica y el sector alimentario necesitan soluciones nuevas y más efectivas para eliminar a las bacterias, pero no es fácil conseguirlas.
Nanopartículas ferromagnéticas para acabar con las bacterias
Un equipo del Departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de Materiales de la Universidad de Jaén ha diseñado una estrategia para penetrar en el interior de las bacterias y destruirlas por completo. Para ello se valen de nanopartículas ferromagnéticas de nueva generación, que actúan de catalizadores ante agua oxigenada. El resultado de este proceso químico son especies reactivas de oxígeno, como el peróxido, que burlan los sistemas de defensa de las bacterias, dañan sus células tras atravesar su membrana y consiguen eliminarlas completamente en un tiempo reducido.
Estas nanopartículas ferromagnéticas, cuya fórmula química es Fe3O4-NPs, pueden aplicarse para la producción de fármacos más potentes, así como para el desarrollo de productos bactericidas para entornos sanitarios y de la industria alimentaria, en los que se necesitan niveles de asepsia muy elevados.
Éxito de la combinación de las nanopartículas y agua oxigenada
Los ensayos realizados por el equipo de la Universidad de Jaén han arrojado resultados positivos, que invitan a pensar que se está ante un avance con recorrido en la dura guerra que se mantiene contra las bacterias. Las pruebas han demostrado que la combinación de estas nanopartículas con el agua oxigenada tiene un efecto bactericida bastante potente contra la cepa Bacilus cereus. Este tipo de bacterias se presentan de forma habitual en el suelo, el polvo y otros muchos entornos, y es capaz de resistir condiciones de calor extremo, incluso procesos de cocción y pasteurización.
En los experimentos se ha demostrado que el proceso catalítico puede realizarse con una reducción de 60 veces de la concentración de agua oxigenada.
Efecto imán que facilita la acumulación de elementos en el interior de las bacterias
Las propiedades magnéticas de las nanopartículas empleadas en este estudio juegan su favor, para añadir un incremento de su capacidad para acabar con las bacterias. Esto se debe a que su ‘efecto imán’ facilita su transporte y acumulación en el interior de las células.
Las pruebas y el grueso de este trabajo en busca de soluciones nuevas contra las bacterias ha corrido a cargo de Lamia Hejji, que realiza su tesis en la Universidad de Jaén, bajo la supervisión del investigador Luis Pérez Villarejo.
La aportación principal de este estudio, explica Lamia Hejji, es la obtención de las nanopartículas para combinar con el agua oxigenada, que han sido sintetizadas por ella misma y su equipo, con un método novedoso. «Realizamos la síntesis mediante unos precursores y a altas temperaturas, aproximadamente 200 grados».
Una solución limpia desde el punto de vista medioambiental
El objetivo en esta investigación estaba claro desde el principio. El equipo científico quería obtener unos elementos que reaccionaran con el agua oxigenada, y pronto pensaron en elementos con la estructura química que facilite su acción como catalizadores. Las nanopartículas ferromagnéticas obtenidas en el laboratorio cuentan con esa estructura molecular, además, y esto no estaba en un principio previsto, su reacción es bastante limpia desde un punto de vista medioambiental y apenas genera residuos.
La combinación de las nanopartículas y el agua oxigenada no es suficiente. También se necesita que la concentración de uno y otro elemento sea la adecuada y suficiente para superar los sistemas inhibidores de cada uno de los tipos de bacterias utilizados en este trabajo de la Universidad de Jaén.
«En nuestro estudio hemos optimizado el método para que el proceso catalítico tenga éxito; hemos calculado las concentraciones ideales de nanopartículas y de agua oxigenada que se necesitan para acabar con las diferentes bacterias empleadas en los ensayos», afirma Lamia Hejji.
Aplicaciones de las nanopartículas ferromagnéticas
Las aplicaciones de estas partículas de tamaño nanométrico y su efecto catalizador son múltiples. Según explica Hejji, pueden emplearse en desinfección de agua potable, mediante de una tecnología de filtros, con la que se logran niveles de eficiencia muy interesantes. También tienen un futuro prometedor en el área de biomedicina, para la esterilización de espacios sanitarios como quirófanos. Así como en la industria alimentaria.
Este sistema para combatir las bacterias cuenta con ventajas con respecto a otras fórmulas, como el hecho de que las nanopartículas ferromagnéticas se pueden sintetizar de manera sencilla, se han logrado con un tamaño realmente pequeño para que sean más efectivas y además emplea como otro elemento agua oxigenada, un producto bastante barato.
Este avance de la Universidad de Jaén contribuye a ganar otra batalla en la cruenta guerra que se libra contra las bacterias, unos microorganismos convertidos en una de las mayores amenazas de la salud pública y con potencial para causar estragos en una población las había minusvalorado.
