Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla ha innovado en el tratamiento de infecciones bacterianas al desarrollar una nanocápsula capaz de liberar compuestos antibacterianos directamente en el origen de la infección. Este avance, que se presenta como una alternativa a los antibióticos convencionales, busca «dosificar el fármaco de manera controlada y mejorar su efectividad contra bacterias que frecuentemente causan infecciones humanas y que, en muchos casos, son resistentes a los tratamientos actuales», según las declaraciones de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía.
La nueva solución investigativa se basa en el uso de compuestos de rutenio, un metal conocido por sus propiedades antibacterianas y que se está evaluando como sustituto de los antibióticos tradicionales, cuyo uso prolongado ha contribuido a la aparición de resistencias. Hasta el momento, estos compuestos de rutenio tenían una limitación crítica, ya que se degradan fácilmente en disolución acuosa, lo que disminuye su eficacia. Para superar este desafío, los investigadores han diseñado una nanocápsula que «envuelve» el rutenio, protegiéndolo hasta que llega a su destino.
El investigador Manuel Pernía Leal explicó que «de esta manera, el agente antibacteriano no se degrada prematuramente y actúa solo donde es necesario, lo que incrementa su eficacia y minimiza los posibles efectos adversos». Este enfoque garantiza que el rutenio se mantenga estable y se active únicamente al entrar en contacto con la bacteria.
Las nanocápsulas, que miden aproximadamente 20 nanómetros, son miles de veces más pequeñas que una bacteria, y se forman a partir de moléculas orgánicas que se ensamblan de manera espontánea, como piezas de un rompecabezas. Esta autoorganización permite crear nanocápsulas robustas, ajustando su tamaño y contenido para transportar diferentes cantidades del agente activo y personalizar la dosis según sea necesario.
Los expertos comparan el funcionamiento de estas nanopartículas con un «caballo de Troya»: el complejo de rutenio permanece inactivo dentro de la cápsula hasta que la bacteria lo consume. Una vez dentro del microorganismo, el metal se activa y ejerce su efecto antimicrobiano, bloqueando el crecimiento bacteriano o eliminando la bacteria.
Los ensayos realizados en laboratorio indican una «alta eficacia» frente a bacterias grampositivas, como Staphylococcus aureus y Enterococcus faecalis, que son responsables de infecciones cutáneas, respiratorias y hospitalarias. Además de proteger el rutenio, los investigadores han implementado modificaciones en la superficie de las nanocápsulas que permiten controlar la velocidad de liberación del fármaco.
Estas modificaciones se logran incorporando «grapas» moleculares basadas en cadenas de polietilenglicol, creando una malla que ralentiza la salida del rutenio. «Al modificar la superficie de la cápsula, logramos que la liberación del fármaco sea más gradual, sostenida y adaptada a las necesidades terapéuticas de cada paciente», añadió Pernía Leal.
Para evaluar este comportamiento, se realizaron ensayos de liberación en un sistema que simula una bolsita de té, donde las nanopartículas se colocan en un compartimento permeable y se mide periódicamente cuánto del compuesto se libera al agua. Este método ha permitido afinar con precisión la cantidad y el ritmo de liberación, un factor esencial para su futura aplicación terapéutica.
Hasta el momento, los experimentos llevados a cabo por el grupo FQM-102 Estereoquímica y Síntesis Asimétrica se han realizado in vitro, pero el equipo ya está trabajando en el diseño de nuevos nanomateriales más potentes y en mejorar su actividad antimicrobiana. El siguiente paso será avanzar hacia estudios en modelos animales y explorar aplicaciones adicionales en el ámbito de la salud, como el tratamiento dirigido de células cancerosas.
Esta investigación ha sido financiada por la Consejería de Universidad, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Universidad de Sevilla, con la colaboración de fondos europeos de desarrollo regional (Feder). Además, el equipo ha contado con el apoyo de los Servicios Centrales de Investigación de la Universidad de Sevilla (Citius) y de la Universidad de Málaga para la caracterización y análisis de los nanomateriales.
