La Universidad de Sevilla desarrolla una nanocápsula que dirige fármacos antibacterianos al origen de la infección

Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla, liderado por Manuel Pernía Leal, ha desarrollado una nanocápsula que dirige compuestos antibacterianos de rutenio hacia el origen de la infección, ofreciendo una alternativa a los antibióticos tradicionales en un contexto de creciente resistencia bacteriana. Este sistema permite dosificar el fármaco de forma controlada y mejora su eficacia frente a bacterias responsables de infecciones humanas frecuentes y resistentes a los tratamientos actuales.

Los ensayos en laboratorio han demostrado una elevada eficacia de estas nanocápsulas frente a bacterias 'Gram positivas', como Staphylococcus aureus o Enterococcus faecalis, responsables de infecciones cutáneas, respiratorias y hospitalarias. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista científica Small Methods con el título 'Amphiphile-Assisted Synthesis of Ruthenium Nanoparticles for Controlled Release and Enhanced Antibacterial Activity'.

Mecanismo de acción y diseño de la nanocápsula

La nanocápsula, con un tamaño aproximado de 20 nanómetros, 'envuelve' el rutenio y lo protege hasta que alcanza su objetivo, activándose solo al entrar en contacto con la bacteria para bloquear su crecimiento o eliminarla. Este enfoque supera la limitación de la degradación del rutenio en disolución acuosa, un problema que hasta ahora dificultaba su aplicación terapéutica.

Según explicó Manuel Pernía Leal, investigador de la Universidad de Sevilla: "De este modo, el agente antibacteriano no se degrada antes de tiempo y actúa únicamente donde es necesario, lo que mejora su eficacia y reduce posibles efectos no deseados. Así, conseguimos que se mantenga estable y que sólo se active cuando entra en contacto con la bacteria".

Las nanocápsulas se forman por autoensamblaje de moléculas orgánicas que encapsulan el metal, funcionando como un 'caballo de Troya' que penetra en el microorganismo. Los investigadores pueden ajustar tanto el tamaño como el contenido de estas estructuras para personalizar la dosis según las necesidades de cada paciente.

Control de la liberación del fármaco

Los investigadores han desarrollado modificaciones en la superficie de las nanocápsulas, incorporando 'grapas' moleculares basadas en cadenas de polietilenglicol, para controlar la velocidad de liberación del rutenio de forma gradual y personalizada. Este sistema permite regular cuándo y a qué ritmo se libera el principio activo.

Manuel Pernía Leal detalló que "al modificar la superficie de la cápsula, ralentizamos la salida del rutenio. Así, conseguimos ajustar de forma precisa la liberación del fármaco para que sea más gradual, sostenida en el tiempo y personalizada a las necesidades terapéuticas de cada caso".

Los ensayos de liberación se han realizado en laboratorio mediante un sistema similar a una bolsita de té, que permite medir con precisión la cantidad de rutenio que se desprende de las nanocápsulas en diferentes condiciones y tiempos.

Próximos pasos y aplicaciones futuras

Los experimentos han sido realizados 'in vitro' por el grupo FQM-102 Estereoquímica y Síntesis Asimétrica de la Universidad de Sevilla, y el equipo ya trabaja en el diseño de nuevos nanomateriales más potentes para mejorar la actividad antimicrobiana.

El siguiente paso de la investigación será avanzar hacia estudios en modelos animales y explorar posibles aplicaciones adicionales en el ámbito de la salud, como el tratamiento dirigido de células cancerosas, ampliando así el potencial terapéutico de esta tecnología más allá de las infecciones bacterianas.

Financiación y colaboraciones

Esta investigación ha contado con fondos de la Consejería de Universidad de la Junta de Andalucía, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Universidad de Sevilla y fondos europeos de desarrollo regional (FEDER). El equipo investigador también ha contado con la colaboración 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.

La creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos tradicionales representa una amenaza global para la salud pública, lo que impulsa la búsqueda urgente de nuevas terapias y enfoques innovadores. Este desarrollo de la Universidad de Sevilla se enmarca en esa línea de investigación, con potencial para beneficiar en el futuro a pacientes andaluces y de todo el mundo que sufren infecciones resistentes a los tratamientos convencionales.