Revista de Ingeniería Química Avanzada

Abstracto

Polímeros antimicrobianos de amplio espectro y acción rápida para combatir un creciente problema de salud mundial

Richard J. Spontak

La adherencia de patógenos como bacterias y virus a diversas superficies conduce rutinariamente a la transmisión posterior a nuevos huéspedes, lo que promueve significativamente la proliferación de organismos potencialmente dañinos. Esta secuencia es particularmente preocupante en el caso de patógenos resistentes a los antibióticos, que se están convirtiendo en una amenaza global para la salud humana. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., 1 de cada 20 pacientes hospitalizados se ve afectado por infecciones nosocomiales, lo que posteriormente resulta en 100.000 muertes anuales solo en Estados Unidos. De estas, aproximadamente 23.000 muertes se atribuyen a patógenos resistentes a los medicamentos, como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA). En 2017, se han detectado en todo el mundo cepas a las que se suele denominar “superbacterias de pesadilla” con una resistencia muy elevada a los antibióticos de último recurso. Si bien se han utilizado metales (óxidos) como superficies o se han introducido como nanopartículas en una amplia gama de sustratos para que actúen como agentes antimicrobianos y erradiquen una amplia gama de patógenos, todos ellos sufren un agotamiento eventual de los reservorios o resistencia microbiana, y tienden a ser específicos de un patógeno o una enfermedad. Además, si no están unidas covalentemente o firmemente incrustadas, estas nanopartículas pueden filtrarse al medio ambiente y generar problemas de salud adicionales. En este estudio, primero analizamos un polímero fotodinámico compuesto por un elastómero termoplástico olefínico modificado con tetra(4-N-metilpiridil)porfina de zinc (ZnTMPyP4+), un antimicrobiano fotoactivo, y demostramos que esta combinación es eficaz para inactivar 5 cepas bacterianas, incluido el SARM, 3 virus diferentes y un hongo tras la exposición a luz no coherente. Al lograr eficacias antibacterianas y antivirales de al menos el 99,89%, esta metodología, que se basa en la formación de oxígeno singlete, constituye una ruta no específica y muy exitosa para eliminar patógenos dañinos con una simple exposición a la luz visible y al oxígeno. Otra estrategia efectiva emplea solo agua y un salto de pH para matar el 99,9999% de las bacterias sensibles/resistentes a los antibióticos y varios virus en solo 5 minutos.