Las infecciones resistentes a los antibióticos suponen una amenaza cada vez mayor para la seguridad de los pacientes y los sistemas de salud en todo el mundo.
Según estimaciones recientes, las infecciones resistentes a los fármacos podrían aumentar un 70 % de aquí a 2050, lo que pone de relieve la necesidad urgente de estrategias innovadoras para combatir estas infecciones y proteger la salud pública, asegurando un control efectivo de las infecciones en un mundo donde la resistencia microbiana está en aumento.
El Staphylococcus epidermidis es una bacteria común conocida por causar infecciones adquiridas en hospitales y contribuir al problema de la resistencia a los antibióticos.
En un avance en la lucha contra las infecciones bacterianas, investigadores han creado un dispositivo bioelectrónico avanzado que aprovecha la actividad eléctrica natural de bacterias específicas de la piel, lo que potencialmente conduce a un método libre de medicamentos para el manejo de infecciones.
Este innovador estudio, publicado en la revista Device, fue realizado por investigadores de la Universidad de Chicago (Chicago, IL, EUA) y la Universidad de California en San Diego (San Diego, CA, EUA).
El estudio demuestra cómo la estimulación eléctrica programable puede mitigar eficazmente los efectos nocivos de Staphylococcus epidermidis.
El dispositivo consiste en un parche electrocéutico flexible que emite señales eléctricas suaves a las bacterias en niveles específicos de pH de la piel, lo que induce cambios de comportamiento temporales e inhibe la formación de biopelículas (agrupaciones de bacterias que pueden provocar infecciones graves).
El dispositivo desencadena específicamente respuestas bacterianas en entornos ácidos, similares a los encontrados en la piel sana.
Esta estimulación eléctrica disminuye significativamente la expresión de genes dañinos en las bacterias y limita su crecimiento sin necesidad de antibióticos.
Esta tecnología permite un tratamiento dirigido, minimizando los efectos secundarios a menudo relacionados con las terapias antibióticas convencionales.
En los ensayos preclínicos, el parche electrocéutico mostró resultados importantes, logrando una reducción de casi diez veces la colonización bacteriana en la piel de los cerdos.
Esta investigación representa un avance notable en la medicina bioelectrónica, y los investigadores esperan que este dispositivo pueda utilizarse pronto en entornos clínicos, especialmente para pacientes con heridas crónicas o con implantes médicos.
Al aprovechar las propiedades naturales de las bacterias, los científicos pueden desarrollar opciones de tratamiento más efectivas y personalizadas para las personas que enfrentan infecciones oportunistas.
Se anima a los profesionales de la salud a considerar las implicaciones de esta investigación para el control de infecciones y a mantenerse al tanto de los futuros desarrollos en terapias bioelectrónicas.
“Nuestro laboratorio descubrió la señalización eléctrica mediada por canales iónicos entre las bacterias que residen en comunidades de biopelículas.
Estamos investigando cómo estos “potenciales de acción” en las biopelículas dan lugar a comportamientos colectivos emergentes en las biopelículas y más allá.
En consecuencia, integramos enfoques de biología cuantitativa con modelos matemáticos y teoría para identificar principios de organización y coordinación bacteriana.
Descubrimos los potenciales de acción en las biopelículas bacterianas hace casi diez años y desde entonces hemos trabajado para demostrar que las bacterias, que normalmente no se consideran excitables, sí lo son e incluso realizan funciones similares a las neuronas del cerebro”, dijo Gürol Süel, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UC San Diego.
“Nuestra colaboración integró nuestros conocimientos biológicos con la increíble experiencia técnica y científica del grupo Tian.
Juntos demostramos que un importante patógeno oportunista es ‘selectivamente excitable’, y el grupo Tian desarrolló un dispositivo portátil que puede tratar las infecciones de biopelículas en la piel mediante terapia electroquímica, sin necesidad de antibióticos”, agregó Süel.
