Nueva nanopartícula activada por ultrasonido elimina la biopelícula y la infección bacteriana

Las biopelículas, formadas por bacterias que se agregan en densas comunidades para protegerse contra las duras condiciones ambientales, contribuyen de manera importante a diversas enfermedades infecciosas. Con frecuencia se desarrollan biopelículas en las superficies de órganos y dispositivos médicos, como huesos, dientes, uretra, catéteres, stents y lentes de contacto, lo que provoca enfermedades infecciosas complicadas. Los métodos de tratamiento tradicionales para las infecciones relacionadas con biopelículas suelen implicar altas dosis de antibióticos, lo que puede crear una resistencia grave a los antibióticos. Entre los patógenos que están especialmente asociados con la resistencia a los antibióticos, las infecciones causadas por Pseudomonas aeruginosa plantean una amenaza para la salud mundial. Ahora, se ha demostrado que una nueva nanopartícula dirigida lanzada por ultrasonido destruye universalmente biopelículas, ataca bacterias específicas, administra antibióticos y elimina bacterias mediante cavitación ultrasónica y terapia sonodinámica antibacteriana.

La nanopartícula desarrollada por investigadores de la Universidad de Zhejiang (Hangzhou, China) consiste en poli (ácido láctico-co-glicólico) que carga ciprofloxacina y perfluoropentano con un anticuerpo dirigido a bacterias instalado en la nanopartícula para unirse a bacterias específicas. Esta nanopartícula responde muy bien a los ultrasonidos y la rápida transición de fase líquido-gas del perfluoropentano crea un efecto de cavitación que destruye las sustancias poliméricas extracelulares de la biopelícula y permite que los antibióticos penetren más profundamente. Además, bajo estimulación ultrasónica, la ciprofloxacina promueve la producción de especies reactivas de oxígeno, mejorando su impacto bactericida y su potente actividad antiinfecciosa in vivo.

Imagen: Diagrama esquemático del sistema de administración de fármacos de nanopartículas estimulados por ultrasonido para la terapia de biopelícula (foto cortesía de BIO Integration))

Por lo tanto, esta innovadora nanopartícula dirigida activada por ultrasonido proporciona un medio eficaz de administración de antibióticos, eliminación de bacterias y eliminación de biopelículas. La nanopartícula demostró una respuesta sensible a la estimulación ultrasónica, incluida una rápida transición de fase líquido-gas, efecto de cavitación y destrucción de biopelículas para permitir una penetración más profunda de los antibióticos. Además, el anticuerpo específico de las bacterias se conjugó en la nanopartícula para apuntar a las bacterias y unirse a ellas. Bajo irradiación ultrasónica, la ciprofloxacina generó especies reactivas de oxígeno en las células bacterianas, matando eficazmente a las bacterias. Por lo tanto, la nanopartícula dirigida lanzada por ultrasonido representa un enfoque prometedor para controlar la resistencia a los antibióticos y la eliminación de biopelículas mediante cavitación ultrasónica y terapia sonodinámica antibacteriana.

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Universidad de Zhejiang