Fósforo negro para desgarrar microbios patógenos

Un ingenioso recubrimiento antimicrobiano de grosor nanométrico podría prevenir y tratar infecciones potencialmente mortales ocasionadas por microorganismos resistentes a los antibióticos.

El material es uno de los revestimientos antimicrobianos más delgados desarrollados hasta la fecha y es eficaz contra una amplia gama de bacterias y hongos resistentes a medicamentos, al tiempo que deja indemnes a las células humanas.

La resistencia a los antibióticos es una de las principales amenazas para la salud mundial y causa al menos 700.000 muertes al año. Sin el desarrollo de nuevas terapias antimicrobianas, el número de muertes podría aumentar a 10 millones de personas al año en 2050, según algunas estimaciones.

Aunque de las infecciones fúngicas se habla menos que de las bacterianas, matan a cerca de 1,5 millones de personas cada año en el mundo y la cantidad de muertes va en aumento. Una amenaza emergente para los pacientes hospitalizados, por ejemplo, es el hongo común Aspergillus, que puede causar infecciones secundarias mortales.

El nuevo recubrimiento ideado por un equipo que incluye a Sumeet Walia y Aaron Elbourne, de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, se basa en el fósforo negro, un material ultradelgado (de grosor que se mide en átomos) que hasta ahora ha sido de interés solo para diseños de electrónica de nueva generación y para unas pocas aplicaciones más.

Las investigaciones previas sobre el fósforo negro indicaron que tiene algunas propiedades antibacterianas y antifúngicas, pero el material nunca había sido examinado metódicamente para su posible uso clínico. Hasta ahora.

La nueva investigación revela que el fósforo negro es eficaz para matar microbios cuando se extiende en capas con grosor nanométrico sobre superficies como el titanio y el algodón, utilizados para fabricar implantes y apósitos, respectivamente.

"Nuestro recubrimiento actúa desgarrando a las células bacterianas y fúngicas", subraya Elbourne.

Una célula fúngica (en verde) interactuando con una capa de grosor nanométrico de fósforo negro (en rojo). La imagen está ampliada 25.000 veces. (Foto: RMIT University)

El fósforo negro se descompone en presencia de oxígeno. Al descomponerse, oxida la superficie de las células bacterianas y fúngicas. Este proceso, conocido como oxidación celular, acaba por desgarrar a las células.

En el nuevo estudio, Zo Shaw, del equipo de investigación, probó la eficacia de las capas de fósforo negro con grosor nanométrico contra cinco cepas de bacterias comunes, entre ellas una de Escherichia coli y la MRSA, resistentes a los fármacos, así como cinco tipos de hongos, entre ellos el Candida auris.

En solo dos horas, el recubrimiento destruyó hasta el 99 por ciento de las células bacterianas y fúngicas.

Es importante destacar que el fósforo negro también comenzó a autodegradarse en ese plazo de tiempo, hasta desintegrarse por completo en 24 horas, una característica importante que demuestra que el material no se acumularía en el cuerpo.

El estudio, titulado “Broad-Spectrum Solvent-free Layered Black Phosphorus as a Rapid Action Antimicrobial”, se ha publicado en la revista académica Applied Materials & Interfaces. (Fuente: NCYT de Amazings)