Nanopartículas de plata modificadas postsíntesis para su uso como agentes antimicrobianos

Abstract

El brote de enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes se ha convertido en una carga para la salud pública y las economías de los países. Además, la creciente preocupación por la multirresistencia a los antibióticos actuales ha generado una alarma en la sociedad, lo que ha llevado al desarrollo de estrategias alternativas para el tratamiento de enfermedades infecciosas, transformándose en un área de alto interés. Entre estas estrategias, las nanopartículas metálicas (NPM), que se definen como materiales con morfologías distintivas y tamaños que van de 1 a 100 nm, son una de las soluciones prometedoras, especialmente las nanopartículas de plata (AgNPs), debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas. Acorde a esta línea, se plantea la siguiente pregunta: ¿Es posible generar una batería de AgNPs que muestren diferencias en el efecto antimicrobiano dependiente de las morfologías resultantes? Ad hoc, se desarrolló un equipo de irradiación de fácil acceso, y se sintetizó fotoquímicamente disoluciones stock de semillas de AgNPs estandarizadas y reproducibles en el tiempo, estabilizadas por citrato. Luego, la morfología de estos nanomateriales se modificó a través de irradiación de luz a diferentes longitudes de onda, obteniendo una gama de distintas formas, tales como: cubo por irradiación de λ 460 nm; cubo a irradiación de λ 523 nm por 1 h; cuboide, vara, placa triangular y placa pentagonal a irradiación de λ 523 nm por 5 h; cubo y cuboide a irradiación de λ 590 nm; cubo a irradiación de λ 623 nm. Estas se caracterizaron por espectrofotometría UV-visible y microscopía electrónica de transmisión. Después, se apreció actividad antimicrobiana en S. aureus con el tratamiento AgNPs 523 nm 1 h mediante ensayo de supervivencia bacteriana en S. aureus y P. aeruginosa. Luego, por análisis comparativo de diferentes resultados recaudados de fuentes bibliográficas se estimó la actividad antimicrobiana posible en cepas de bacterias S. aureus y P. aeruginosa, y en el hongo C. albicans con respecto a las AgNPs de esta tesis en base a las morfologías obtenidas. Finalmente, se evaluó la citotoxicidad in vitro en queratinocitos humanos inmortalizados (HaCaT), donde se apreció menor grado de citotoxicidad en los tratamientos que en los controles. Como consecuencia, se desarrolló un método controlado para generar AgNPs estructuralmente heterogéneas a partir de un mismo lote inicial, a bajo costo de producción y con alta reproducibilidad, con el telos de evaluar solamente la variable de morfología a partir de la parametrización de variables y observar cómo la morfología afecta el crecimiento antimicrobiano mediante ensayo de supervivencia, seguido de un análisis comparativo bibliográfico del efecto antimicrobiano de las AgNPs. Así, mediante tal scientia, futuras investigaciones podrían plantear y mejorar diversos tipos de tratamientos médicos.

El brote de enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes se ha convertido en una carga para la salud pública y las economías de los países. Además, la creciente preocupación por la multirresistencia a los antibióticos actuales ha generado una alarma en la sociedad, lo que ha llevado al desarrollo de estrategias alternativas para el tratamiento de enfermedades infecciosas, transformándose en un área de alto interés. Entre estas estrategias, las nanopartículas metálicas (NPM), que se definen como materiales con morfologías distintivas y tamaños que van de 1 a 100 nm, son una de las soluciones prometedoras, especialmente las nanopartículas de plata (AgNPs), debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas. Acorde a esta línea, se plantea la siguiente pregunta: ¿Es posible generar una batería de AgNPs que muestren diferencias en el efecto antimicrobiano dependiente de las morfologías resultantes? Ad hoc, se desarrolló un equipo de irradiación de fácil acceso, y se sintetizó fotoquímicamente disoluciones stock de semillas de AgNPs estandarizadas y reproducibles en el tiempo, estabilizadas por citrato. Luego, la morfología de estos nanomateriales se modificó a través de irradiación de luz a diferentes longitudes de onda, obteniendo una gama de distintas formas, tales como: cubo por irradiación de λ 460 nm; cubo a irradiación de λ 523 nm por 1 h; cuboide, vara, placa triangular y placa pentagonal a irradiación de λ 523 nm por 5 h; cubo y cuboide a irradiación de λ 590 nm; cubo a irradiación de λ 623 nm. Estas se caracterizaron por espectrofotometría UV-visible y microscopía electrónica de transmisión. Después, se apreció actividad antimicrobiana en S. aureus con el tratamiento AgNPs 523 nm 1 h mediante ensayo de supervivencia bacteriana en S. aureus y P. aeruginosa. Luego, por análisis comparativo de diferentes resultados recaudados de fuentes bibliográficas se estimó la actividad antimicrobiana posible en cepas de bacterias S. aureus y P. aeruginosa, y en el hongo C. albicans con respecto a las AgNPs de esta tesis en base a las morfologías obtenidas. Finalmente, se evaluó la citotoxicidad in vitro en queratinocitos humanos inmortalizados (HaCaT), donde se apreció menor grado de citotoxicidad en los tratamientos que en los controles. Como consecuencia, se desarrolló un método controlado para generar AgNPs estructuralmente heterogéneas a partir de un mismo lote inicial, a bajo costo de producción y con alta reproducibilidad, con el telos de evaluar solamente la variable de morfología a partir de la parametrización de variables y observar cómo la morfología afecta el crecimiento antimicrobiano mediante ensayo de supervivencia, seguido de un análisis comparativo bibliográfico del efecto antimicrobiano de las AgNPs. Así, mediante tal scientia, futuras investigaciones podrían plantear y mejorar diversos tipos de tratamientos médicos.