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Nueva estrategia nano combate superbacterias

El material de la Universidad de Rice “atrapa y atrapa” el ADN flotante que hace que las bacterias sean resistentes

No es suficiente eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos de las aguas residuales para eliminar los riesgos que representan para la sociedad. Los pedazos que dejan atrás también deben ser destruidos.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Brown de la Universidad de Rice tienen una nueva estrategia para “atrapar y eliminar” genes resistentes a los antibióticos, los fragmentos de bacterias que, aunque sus anfitriones están muertos, pueden encontrar su camino y aumentar la resistencia de otras bacterias.

El equipo dirigido por el ingeniero ambiental de Rice, Pedro Álvarez, está usando nanohojas de nitruro de carbono grafito con impresión molecular para absorber y degradar estos restos genéticos en las aguas residuales del sistema de alcantarillado antes de que tengan la oportunidad de invadir e infectar otras bacterias.

Los investigadores apuntaron a los genes resistentes a los antibióticos (ARG) codificados por plásmidos para la metalo-beta-lactamasa 1 (NDM1) de Nueva Delhi, conocida por resistir múltiples fármacos. Cuando se mezclaron en solución con los ARG y se expusieron a la luz ultravioleta, las nanocapas tratadas demostraron que son 37 veces mejores para destruir los genes que el nitruro de carbono grafítico solo.


A la izquierda, una imagen de microscopio electrónico de barrido muestra la estructura mesoporosa de las nanohojas de nitruro de carbono grafito con impresión molecular. A la derecha, una imagen de microscopio electrónico de transmisión muestra el borde de la lámina y su estructura cristalina. Los investigadores de la Universidad de Rice imprimieron las nanohojas para atrapar y matar genes resistentes a los antibióticos flotantes que se encuentran en los efluentes secundarios producidos por las plantas de aguas residuales. (Crédito: Alvarez Research Group / Rice University)

El trabajo realizado bajo los auspicios del Centro de Investigación de Ingeniería de Nanosistemas con sede en Rice para el Tratamiento del Agua con Nanotecnología (NEWT) se detalla en la revista de la Sociedad Química Americana Environmental Science and Technology.

La impresión molecular es como hacer una cerradura que atrae una llave, no muy diferente de las enzimas naturales con sitios de unión que solo se ajustan a las moléculas de la forma correcta. Para este proyecto, las moléculas de nitruro de carbono grafito son la cerradura, o fotocatalizador, personalizadas para absorber y luego destruir NDM1.

Para fabricar el catalizador, los investigadores primero recubrieron los bordes de la nanoplaca con un polímero, ácido metacrílico y guanina incrustada.

Los investigadores escribieron que los procesos de desinfección convencionales utilizados en las plantas de tratamiento de aguas residuales, incluida la cloración y la radiación ultravioleta, son moderadamente efectivos para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos, pero relativamente ineficaces para eliminar los ARG.

Más información: Universidad de Rice

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