Investigadores de Andalucía utilizan nanotubos de carbono para mejorar la eficacia y resistencia de los antibióticos Cefepime y Meropenem, ofreciendo una solución prometedora contra la resistencia bacteriana.
Un equipo de investigación conformado por expertos de las universidades de Huelva y Sevilla, junto con el Hospital Universitario Virgen Macarena, ha realizado un avance significativo en la lucha contra la resistencia bacteriana mediante el uso de nanotubos de carbono para la administración de antibióticos. Estas estructuras, que son un millón de veces más delgadas que un cabello humano, permiten una entrega más precisa del medicamento en el área afectada, aumentando así su efectividad y prolongando su acción.
Los antibióticos Cefepime y Meropenem, pertenecientes a la familia de la penicilina, se utilizan comúnmente para tratar infecciones bacterianas graves como neumonías, meningitis o septicemia. Sin embargo, su administración intravenosa solo mantiene su efecto durante 1 a 2 horas, lo que requiere dosis frecuentes y contribuye al desarrollo acelerado de resistencia en las bacterias.
La propuesta del equipo consiste en una aplicación innovadora que permite que estos fármacos mantengan su eficacia durante 24 horas. Esto no solo optimiza el rendimiento del tratamiento, sino que también reduce la frecuencia necesaria de administración.
Este trabajo, financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, así como por fondos europeos FEDER y el Proyecto PAIDI P20-01234, se detalla en el artículo titulado Influence of carbon nanotubes on the antimicrobial character of the ?-lactam antibiotics Cefepime and Meropenem, publicado en la revista Journal of Drug Delivery Science and Technology. En él, los investigadores presentan sus ensayos realizados con líneas celulares tanto animales como humanas y demuestran cómo los nanotubos contribuyen a una reducción más rápida de las infecciones.
El proceso conocido como *adsorción física* permite unir el antibiótico a la superficie del nanotubo sin alterar químicamente el medicamento. Estas estructuras están compuestas por átomos de carbono organizados en una forma similar a un panal enrollado en cilindros. Según Manuel López, investigador de la Universidad de Huelva y autor del estudio, “gracias a su tamaño diminuto, resistencia y ligereza, estos nanotubos pueden usarse como pequeños contenedores para transportar medicamentos dentro del cuerpo y liberarlos gradualmente donde son necesarios”.
A través de sus experimentos, los científicos han demostrado que al incorporar los antibióticos en nanotubos de carbono mediante adsorción física se logran mejoras significativas. Se observó una reducción en la concentración mínima inhibitoria (MIC), lo que significa que se necesita menos cantidad del medicamento para inhibir el crecimiento bacteriano. Además, se prolongó el efecto terapéutico al mantener el fármaco activo durante más tiempo gracias a una administración controlada.
Esto no solo mejora la eficacia del tratamiento, sino que también disminuye la frecuencia con la que deben administrarse las dosis y reduce el riesgo de generar resistencia bacteriana.
Tecnología innovadora para combatir resistencias
Los investigadores confirmaron que tanto Cefepime como Meropenem pueden beneficiarse del uso de nanotubos de carbono debido a su capacidad para atraer y retener otras moléculas. Al mezclar los antibióticos en una solución líquida, lograron adherirlos a la superficie de los nanotubos sin necesidad de químicos adicionales ni modificaciones estructurales.
Las pruebas realizadas en laboratorio contra bacterias resistentes han demostrado que los antibióticos “montados” sobre los nanotubos funcionan con mayor eficacia. Como si fueran taxis transportando medicamentos hacia áreas específicas del cuerpo más rápidamente, se midieron las cantidades necesarias para detener las bacterias y cuánto tiempo duraba su efecto.
Luego de diferentes ensayos, se constató que ambos antibióticos se cargan en más del 90% sobre los nanotubos cuando se alcanza una concentración específica. Esta alta capacidad confirma el potencial de estos nanomateriales como vehículos para fármacos sin requerir procesos químicos complejos.
A pesar de los resultados prometedores, los expertos continúan investigando más allá de las líneas celulares para evaluar aspectos cruciales como la citotoxicidad y cómo estos nanotubos pueden entregar antibióticos sin dañar células sanas. También están explorando las longitudes óptimas para minimizar riesgos asociados con acumulaciones indeseadas. Estos avances tienen como objetivo mejorar tanto la seguridad como la eficacia en sistemas destinados a administrar medicamentos.