Productos químicos en las branquias podrían utilizarse para crear superficies que matan las bacterias
Los péptidos presentes en las branquias del pescado atrapan y matan los agentes patógenos antes de que puedan llegar al torrente sanguíneo
Investigadores unieron a los péptidos a silicona y superficies de oro descubriendo que seguían siendo un eficaz agente antibacteriano
Los productos químicos que se encuentran en las branquias de los peces podrían ser la clave para crear superficies de ingeniería que maten las bacterias responsables de las infecciones adquiridas en el hospital, según afirma un reciente estudio.Al vivir en un ambiente asociado a bacterias y hongos los peces han desarrollado poderosas defensas contra agentes patógenos transmitidos por el agua, que incluyen péptidos antimicrobianos ubicados en sus branquias.
Los investigadores en el Instituto Politécnico de Worcester en Massachusetts (WPI) están estudiando la biomecánica de un péptido con la esperanza de adaptarla para crear superficies de ingeniería que maten a las bacterias.
El equipo de investigación, dirigido por Terri Camesano, profesora de ingeniería química, cree que sus hallazgos, publicados en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, podrían revolucionar los materiales utilizados en las cocinas y hospitales.
"Los peces tienen una solución maravillosa para bloquear las infecciones bacterianas y fúngicas, dijo la profesora Camesano. "En este estudio, estamos trabajando para entender mejor los mecanismos bioquímicos de este proceso".
Debido a que los peces filtran el agua a través de sus branquias para extraer el oxígeno, los péptidos antimicrobianos (AMPs), incluyendo el Chrysosphin-1, atrapan y matan los agentes patógenos antes de que puedan invadir el torrente sanguíneo del pez.
Científicos de todo el mundo han estado explorando el uso potencial de estas moléculas para prevenir las infecciones humanas.
Para su estudio, el equipo del WPI adjuntó AMPs a silicona y superficies de oro con dos enfoques diferentes y midieron la capacidad de los péptidos para matar a las bacterias patógenas de E. coli.
En el primer método, se incluyeron directamente los AMPs en cristales de oro y silicona, formando una sola capa de moléculas con los AMPs colocados de manera horizontal en la superficie.
En el segundo método, las puntas de los AMPs se fijaron a las superficies con una sustancia similar al pegamento de modo que los péptidos se elevasen verticalmente, como se extienden hacia arriba hojas de hierba desde el suelo.
Las superficies con ambas configuraciones de AMPs se cultivaron con células de E. coli. Los resultados mostraron que cuando los AMPs estaban en posición plana mataron al 34 por ciento de las bacterias en el cultivo, pero cuando se pusieron de pie verticalmente mataron al 82 por ciento.
"La hipótesis es que cuando los péptidos se unen a las superficies verticales son más capaces de moverse y doblarse por lo que adquieren una forma que es más eficaz en la unión a las células, alterando el E.coli", dijo la profesora Camesano.
Fueron seleccionadas para el estudio superficies de oro y silicona debido a que sus propiedades químicas son muy adecuados para la unión con los AMPs, añadió.
Su equipo ahora espera adaptar el proceso a otros materiales que tienen una mayor utilidad en la preparación de alimentos y atención sanitaria como el titanio, acero inoxidable y plástico.
"Lo que también es notable acerca de este estudio es que trabajaron en él los estudiantes", dijo Camesano.
Han hecho un excelente trabajo aquí que informará a los futuros estudios de postgrado en nuestro laboratorio.
Artículo científico: Creating Antibacterial Surfaces with the Peptide Chrysophsin-1
