Nanomateriales
Efecto De Nanoestructuras De Plata Sobre Células Procariotas Y Eucariotas
Las nanoestructuras son elementos de tamaño entre 1 y 100 nanómetros, con una amplia variedad de aplicaciones potenciales en campos tales como la biomedicina. Pueden encontrarse nanoestructuras de distintos materiales como la plata. La actividad antibacteriana y antifúngica de las nanoestructuras de plata se debe al efecto fotocatalítico con especies reactivas de oxígeno que dañan los componentes celulares, alterando las paredes y las membranas bacterianas, interrumpiendo el flujo de energía e inhibiendo la actividad enzimática y la síntesis de ADN. Existen estudios recientes que relacionan las propiedades antimicrobianas de estos nanoestructuras con la morfología que presentan.
El Instituto Tecnológico de Materiales de Asturias (ITMA) ha patentado una nueva tecnología capaz de generar nanoestructuras con forma de anillo, lo cual abre la puerta al estudio de la influencia de la forma en la capacidad biocida de nanoelementos de plata sobre organismos procariotas y eucariotas.
Nuestro equipo pertenece al Instituto Universitario Fernández- Vega (IUFV) y por ello estamos muy interesados en el estudio de los patógenos oculares, tanto procariotas como las bacterias y eucariotas como los hongos y las amebas.
Morfología de las nanoestructuras de plata utilizadas en nuestro laboratorio
Zhang X-F, Liu Z-G, Shen W, Gurunathan S. Silver Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Properties, Applications, and Therapeutic Approaches. Yan B, ed. International Journal of Molecular Sciences. 2016;17(9):1534. doi:10.3390/ijms17091534.
Bakhtiary, Z., Saei, A. A., Hajipour, M. J., Raoufi, M., Vermesh, O., & Mahmoudi, M. (2016). Targeted superparamagnetic iron oxide nanoparticles for early detection of cancer: Possibilities and challenges. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 12(2), 287-307.
Efecto de las nanoestructuras de plata sobre organismos eucariotas
Los hongos son especialmente sensibles al efecto antifúngico de las nanoestructuras de plata independienteme de la forma. Sin embargo, los análisis del efecto sobre el crecimiento detectan diferencias en función de la morfología utilizada.
Por otra parte, los nanoelementos de plata alteran la proliferación de trofozoitos, es decir, la forma fisiológicamente activa, y también la germinación de quistes o forma de resistencia. Incluso son capaces de inducir el enquistamiento de las amebas en cultivos celulares, afectando también a las células en función de su morfología.
Efecto bacteriostático y bactericida de las nanoestructuras de plata
En nuestros estudios hemos observado efectos diferenciales tanto sobre la supervivencia de las bacterias como sobre el crecimiento de las mismas en función de la morfología de los nanoelementos de plata, destacando especialmente los prometedores resultados con nanoanillos.
Las nanoestructuras de plata provocan que los trofozoitos (izquierda) se transformen en quiste (derecha)
Efectos diferenciales de las morfologías de las nanoestructuras de plata sobre células tumorales
Adicionalmente, en nuestro laboratorio hemos querido llegar más allá en el análisis de las posibles ventajas que presentan los nanoanillos frente a otras enfermedades como es el caso de la lucha contra el cáncer. En este campo se pueden emplear nanoestructuras a nivel de diagnóstico, por ejemplo utilizándolas para marcar células o tejidos determinados, y a nivel de tratamiento. Las nanoestructuras pueden utilizarse como transportadores de fármacos antitumorales que lleven el tratamiento directamente a la célula diana. Los resultados obtenidos muestran que todas las morfologías empleadas afectan a la viabilidad celular, pero en diferente medida, aunque destaca el papel de los nanoanillos.
Estos resultados obtenidos de las investigaciones del IUFV abren la posibilidad de nuevas terapias para enfermedades tanto infecciosas como tumorales. Precisamente por ello, estos datos parecen muy prometedores para la realización de futuras investigaciones en las que se podrían aplicar estos descubrimientos en el ojo humano.
Imagen microscópica de células tumorales HeLa antes (izquierda) y después (derecha) de la exposición a nanoanillos de plata.