TOTS 21

Davant la presència de les nanopartícules d’or, els bacteris es deformaven com si s’aspirés l’aire de l’interior d’una pilota, i la paret cel·lular explotava de forma espontània. Foto: URV

Trobar alternatives als antibiòtics és un dels grans reptes de la comunitat investigadora. Els bacteris són cada vegada més resistents a aquests fàrmacs i aquesta resistència fa que cada any perdin la vida més de 25.000 persones a tot el món. Ara, un equip multidisciplinari format per investigadors de la Universitat Rovira i Virgili, la Universitat de Grenoble (França), la Universitat de Saarland (Alemanya) i la Universitat RMIT (Austràlia) han descobert que la deformació mecànica de bacteris és un mecanisme de toxicitat que permet matar-los amb nanopartícules d’or. Els resultats d’aquesta investigació s’acaben de publicar a la revista científica ‘Advanced Materials’ i suposen un pas endavant a l’hora de comprendre els efectes antibacterians de les nanopartícules per intentar trobar nous materials amb propietats bactericides.

Des de l’època de l’antic Egipte, l’ús de l’or s’ha anat estenent al llarg de les diferents etapes de la història per a múltiples aplicacions mèdiques, i més recentment com a element per diagnosticar i tractar malalties com el càncer. Això es deu al fet que l’or és un material químicament inert, és a dir, que no reacciona ni amb prou feines s’altera en entrar en contacte amb algun organisme. Entre la comunitat científica les nanopartícules d’or són conegudes per la seva capacitat de visualització de tumors i també en nanomedicina.

Aquesta nova investigació mostra que aquestes nanopartícules químicament inerts no són inofensives per als bacteris i poden matar-los gràcies a un mecanisme físic que deforma la seva paret cel·lular. Per demostrar-ho, els investigadors van sintetitzar al laboratori nanopartícules d’or amb forma gairebé esfèrica i altres en forma d’estrelles, però totes elles uniformes de mida: uns 100 nanòmetres (unes 8 vegades més petites que el diàmetre d’un cabell). El grup investigador va analitzar com aquestes partícules interaccionen amb bacteris vius. “Observem que els bacteris es deformen com si s’aspirés l’aire de l’interior d’una pilota, i acaben morint davant la presència d’aquestes nanopartícules”, explica Vladimir Baulin, investigador del Departament d’Enginyeria Química de la URV. Els investigadors apunten que la mort bacteriana semblava haver-se produït després d’una fugida massiva, “com si la paret cel·lular dels bacteris hagués explotat de forma espontània”, detalla l’investigador.

Simulacio numèrica

Els científics van proposar un mecanisme físic que expliqués el motiu d’aquesta mort bacteriana. Per a això, es van basar en una simulació numèrica i van analitzar com una capa homogènia de nanopartícules individuals pot aplicar una tensió mecànica tan important a la paret cel·lular de bacteris, que acaba per trencar-la a causa d’una acció que s’assemblaria a un estirament, com un globus inflat que és aspirat des de diferents punts fins que acaba explotant.

Per confirmar aquesta hipòtesi, els investigadors van fabricar un model artificial de membrana cel·lular bacteriana, i van avaluar quina era la seva resposta quan entrava en contacte amb les mateixes nanopartícules d’or de 100 nm. “Vam observar que el model es va autocontreure de forma espontània fins que va col·lapsar completament, i això va validar la hipòtesi que el motiu es deu a un estirament mecànic aplicat per les nanopartícules en la membrana cel·lular dels bacteris”, apunta Baulin.

Aquest descobriment, que s’ha comprovat tant en el model bacterià desenvolupat en laboratori com en el sistema bacterià real, suggereix que es pot aplicar el mateix mecanisme a una àmplia gamma de nanopartícules. El resultat d’aquest treball pot proporcionar noves guies utilitzar materials antibacterians universals basats en principis físics.

Redacció