Un equipo de investigación conformado por expertos de las universidades de Huelva y Sevilla, junto con el Hospital Universitario Virgen Macarena, ha desarrollado una innovadora técnica que utiliza nanotubos de carbono para la administración de antibióticos. Estas estructuras, que son un millón de veces más delgadas que un cabello humano, permiten una acción más precisa en el foco de la infección y prolongan la duración del efecto del medicamento. Este avance representa una esperanza en la lucha contra la resistencia bacteriana al facilitar una entrega más eficiente del principio activo.
Los antibióticos Cefepime y Meropenem, pertenecientes a la familia de la penicilina, son comúnmente utilizados para tratar infecciones bacterianas graves como neumonías, meningitis o septicemia. Sin embargo, su administración intravenosa requiere dosis frecuentes debido a que su efecto dura entre 1 y 2 horas en el flujo sanguíneo. Esta situación propicia que las bacterias desarrollen resistencia rápidamente.
Los investigadores han propuesto una nueva forma de aplicar estos fármacos, logrando que la dosis actúe eficazmente durante 24 horas. Esto no solo mejora el rendimiento del tratamiento, sino que también reduce la frecuencia necesaria de administración.
Resultados Prometedores
La investigación ha sido financiada por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, así como por Fondos FEDER y el Proyecto PAIDI P20-01234. Los hallazgos están documentados en el artículo titulado Influence of carbon nanotubes on the antimicrobial character of the ?-lactam antibiotics Cefepime and Meropenem, publicado en el Journal of Drug Delivery Science and Technology. En este estudio se describen ensayos realizados con líneas celulares tanto animales como humanas, evidenciando cómo los nanotubos contribuyen a reducir las infecciones más rápidamente.
El proceso utilizado se conoce como adsorción física, que permite unir el antibiótico a la superficie del nanotubo sin alterar químicamente el medicamento. Estos nanotubos están compuestos por átomos de carbono organizados en una estructura similar a un panal enrollado en forma cilíndrica. Según Manuel López, investigador de la Universidad de Huelva y autor del artículo, “gracias a su tamaño diminuto, resistencia y ligereza, estos nanotubos pueden ser utilizados como pequeños contenedores para transportar medicamentos dentro del cuerpo y liberarlos gradualmente donde son necesarios”.
Eficiencia Mejorada
Los ensayos demostraron que al incorporar los antibióticos en nanotubos de carbono mediante adsorción física se lograron mejoras significativas en su eficacia. En primer lugar, se redujo la concentración mínima inhibitoria (MIC), lo que significa que se necesitó menos cantidad del medicamento para detener el crecimiento bacteriano. Además, se prolongó el efecto terapéutico gracias a una administración más controlada del fármaco.
Este método permite mantener niveles constantes del medicamento en el organismo, mejorando así su eficacia y disminuyendo tanto la frecuencia de las dosis como el riesgo de generar resistencia bacteriana.
Nueva Estrategia Contra Bacterias Resistentes
Los científicos confirmaron que los antibióticos Cefepime y Meropenem podían beneficiarse del uso de nanotubos de carbono debido a su capacidad para atraer y adherirse a otras moléculas. Para ello, mezclaron los antibióticos en una solución líquida donde se adhirieron a los nanotubos sin necesidad de químicos adicionales ni modificaciones estructurales.
Las pruebas realizadas en laboratorio contra bacterias resistentes mostraron que el antibiótico “montado” sobre los nanotubos funcionaba con mayor eficacia. Este enfoque permite llevar el medicamento al sitio requerido más rápidamente. Durante los experimentos se midieron las cantidades necesarias para inhibir las bacterias y cuánto tiempo duraba su efecto.
Afrontando Desafíos Futuros
Tras diversas pruebas, los investigadores encontraron que tanto Meropenem como Cefepime se cargan en más del 90% sobre los nanotubos cuando se alcanza una concentración de 2 gramos por litro. Esto demuestra la alta capacidad de estos nanomateriales para actuar como vehículos farmacéuticos sin procesos químicos complejos.
A pesar de los resultados prometedores, los expertos deben continuar investigando más allá de las líneas celulares para evaluar aspectos como la citotoxicidad y la capacidad de los nanotubos para entregar antibióticos sin dañar células sanas. Están explorando también las longitudes óptimas para minimizar riesgos asociados con acumulaciones indeseadas.
A medida que avanzan sus investigaciones, buscan mejorar tanto la seguridad como la eficacia en sistemas destinados a administrar medicamentos diversos, incluyendo otros tipos de fármacos además de antibióticos.
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