Las alas de los insectos inspiran nuevas formas de luchar contra los superbichos
Los científicos revelan cómo los nanomateriales inspirados en las alas de los insectos son capaces de destruir las bacterias al contacto
Las alas de las cigarras y las libélulas son asesinas naturales de bacterias, un fenómeno que ha impulsado a los investigadores a buscar formas de derrotar a los superbichos resistentes a las drogas.
Libélula de cola blanca común.
Public domain image by Christopher Johnson (Insects Unlocked, University of Texas at Austin)
Bacterias estafilocócicas doradas que se rompen y destruyen por las nanoagujas de silicio negro, una superficie antibacteriana inspirada en las alas de los insectos (imagen ampliada 30.000 veces).
RMIT University
Se están desarrollando nuevas superficies antibacterianas, con diferentes nanopatines que imitan la acción mortal de las alas de los insectos, pero los científicos sólo están empezando a desentrañar los misterios de su funcionamiento.
En una revisión publicada en Nature Reviews Microbiology, los investigadores han detallado exactamente cómo estos patrones destruyen las bacterias - estirándolas, rebanándolas o desgarrándolas.
La autora principal, la distinguida profesora de la Universidad RMIT, Elena Ivanova, dijo que encontrar formas no químicas de matar bacterias era fundamental, con más de 700.000 personas muriendo cada año debido a una infección bacteriana resistente a los medicamentos.
"La resistencia bacteriana a los antibióticos es una de las mayores amenazas para la salud mundial y el tratamiento rutinario de las infecciones es cada vez más difícil", dijo Ivanova.
"Cuando buscamos ideas en la naturaleza, encontramos que los insectos han desarrollado sistemas antibacterianos muy efectivos.
"Si podemos entender exactamente cómo los nanopatines inspirados en los insectos matan las bacterias, podemos ser más precisos en la ingeniería de estas formas para mejorar su eficacia contra las infecciones.
"Nuestro objetivo final es desarrollar superficies antibacterianas de bajo costo y escalables para su uso en implantes y en hospitales, para entregar nuevas y poderosas armas en la lucha contra los mortales superbichos".
Las superficies que matan bacterias
Las alas de las cigarras y las libélulas están cubiertas de diminutos nanopilares, que fueron los primeros nanopatines desarrollados por los científicos con el fin de imitar sus efectos bactericidas.
Desde entonces, también han diseñado con precisión otras nanoformas como láminas y cables, todas ellas diseñadas para dañar físicamente las células bacterianas.
Las bacterias que aterrizan en estas nanoestructuras se ven arrastradas, estiradas o cortadas, rompiendo la membrana celular bacteriana y eventualmente matándolas.
La nueva revisión clasifica por primera vez las diferentes formas en que estos nanopatines de superficie entregan las fuerzas mecánicas necesarias para reventar la membrana celular.
"Nuestras nanoestructuras biomiméticas sintéticas varían sustancialmente en su rendimiento antibacteriano y no siempre está claro por qué", dijo Ivanova.
"También hemos luchado para encontrar la forma y dimensiones óptimas de un nanopatín en particular, para maximizar su poder letal.
"Mientras que las superficies sintéticas que hemos estado desarrollando llevan a la naturaleza al siguiente nivel, incluso mirando a las libélulas, por ejemplo, vemos que las diferentes especies tienen alas que son mejores para matar algunas bacterias que otras.
"Cuando examinamos las alas a nanoescala, vemos diferencias en la densidad, altura y diámetro de los nanopilares que cubren las superficies de estas alas, así que sabemos que acertar con las nanoestructuras es la clave".
Ivanova dijo que producir superficies nanoestructuradas en grandes volúmenes de forma rentable, para que pudieran ser utilizadas en aplicaciones médicas o industriales, seguía siendo un desafío.
Pero los recientes avances en las tecnologías de nanofabricación se han mostrado prometedores para abrir una nueva era de nanotecnología biomédica antimicrobiana, dijo.
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