{"id":355081,"date":"2020-10-26T16:25:16","date_gmt":"2020-10-26T19:25:16","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=355081"},"modified":"2020-10-28T16:32:16","modified_gmt":"2020-10-28T19:32:16","slug":"grafeno-contra-las-infecciones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/grafeno-contra-las-infecciones\/","title":{"rendered":"Grafeno contra las infecciones"},"content":{"rendered":"

Cuando se lo administra en conjunto con la luz visible, el grafeno, una l\u00e1mina de \u00e1tomos de carbono dispuestos en forma hexagonal, present\u00f3 potencial para eliminar poblaciones de bacterias y la posibilidad de tratar infecciones de la piel. Un equipo cient\u00edfico del Centro de Investigaciones en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (CePOF), del Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP), y del Centro de Investigaciones Avanzadas en Grafeno, Nanomateriales y Nanotecnolog\u00edas (MackGraphe), de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, midi\u00f3 los efectos del uso de l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno iluminadas por LEDs en el combate contra dos especies comunes de bacterias: Staphylococcus aureus<\/em> y Escherichia coli<\/em>, que fueron cultivadas en una soluci\u00f3n en laboratorio. Las hojas de grafeno recubren a los microorganismos y potencian el efecto de la terapia lum\u00ednica.<\/p>\n

\u201cEliminamos completamente las bacterias al cabo de 20 minutos de irradiaci\u00f3n\u201d, afirma la f\u00edsica ecuatoriana Mar\u00eda Paulina Romero, una de las autoras del trabajo que expuso los resultados de los experimentos, publicados en el mes de enero en la revista cient\u00edfica Frontiers in Microbiology<\/em>. La profesora Romero, quien actualmente se desempe\u00f1a como docente en la Escuela Polit\u00e9cnica Nacional de Quito, realiz\u00f3 una pasant\u00eda posdoctoral en el IFSC entre 2017 y 2019.<\/p>\n

Sin la ayuda de las l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno, la luz roja de los LEDs que se utilizaron en el experimento, cuya longitud de onda era de 630 nan\u00f3metros, es capaz de iluminar y calentar a las bacterias pero no de aniquilarlas. En el estudio se emplearon l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno de un tama\u00f1o de 2 mil nan\u00f3metros y de 340 nan\u00f3metros. Ambas bacterias respondieron en forma bastante similar a los test con las dos variantes del \u00f3xido de grafeno. La diferencia m\u00e1s sustancial fue que, debido a su morfolog\u00eda, S. aureus<\/em> requer\u00eda concentraciones mayores del nanomaterial que E. coli<\/em> para ser recubierto completamente por las hojas del \u00f3xido de grafeno.<\/p>\n

La dosis letal de la combinaci\u00f3n de luz m\u00e1s \u00f3xido de grafeno tambi\u00e9n fue probada in vitro<\/em> en fibroblastos, un tipo de c\u00e9lulas de la piel que se obtienen de los beb\u00e9s reci\u00e9n nacidos y registr\u00f3 escasa o nula toxicidad, dependiendo de la variante del material empleada. Las l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno fueron sintetizadas en el MackGraphe y las pruebas de acci\u00f3n antimicrobiana se llevaron a cabo en el CePOF, uno de los Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid) financiados por la FAPESP. \u201cPara las aplicaciones biol\u00f3gicas, utilizamos protocolos criteriosos para la obtenci\u00f3n del \u00f3xido de grafeno. La etapa de purificaci\u00f3n del material es extremadamente importante\u201d, explica la qu\u00edmica Cec\u00edlia Silva, del MackGraphe, otra de las autoras del paper<\/em>. \u201cLas impurezas presentes en el proceso de s\u00edntesis, tales como los iones met\u00e1licos y \u00e1cidos, pueden causar alteraciones en la viabilidad celular\u201d. Con \u00e1tomos de ox\u00edgeno y de hidr\u00f3geno asociados al panal hexagonal de carbonos, el \u00f3xido de grafeno conserva casi todas las propiedades del grafeno en estado puro, de extrema levedad, gran dureza y flexibilidad. Y su producci\u00f3n es m\u00e1s sencilla y menos costosa.<\/p>\n

Con base en trabajos previos de grupos de investigaci\u00f3n del exterior, los cient\u00edficos de la USP y de Mackenzie sab\u00edan que la irradiaci\u00f3n por luz roja provocaba que el grafeno eleve su temperatura y libere energ\u00eda. Entonces se propusieron averiguar si esas propiedades t\u00e9rmicas y fotodin\u00e1micas podr\u00edan ser \u00fatiles para extinguir infecciones bacterianas. En los experimentos, notaron que al introducir las l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno en las soluciones con los dos agentes infecciosos, el material recubr\u00eda por completo a las bacterias y actuaba como potenciador de los efectos antimicrobianos de la luz. Cuando los LEDs \u2013diodos emisores de luz\u2013 se enfocaban hacia las bacterias revestidas por el nanomaterial, eso liberaba mol\u00e9culas de ox\u00edgeno (O) del \u00f3xido de carbono y la temperatura local aumentaba de 55 \u00baC a 60 \u00baC. \u201cLa radiaci\u00f3n excita al ox\u00edgeno hasta el punto de transformarlo en un agente t\u00f3xico para las bacterias\u201d, comenta Romero. \u201cUtilizamos un dispositivo econ\u00f3mico de LEDs rojos que nos permiti\u00f3 irradiar un \u00e1rea de al menos 12 cent\u00edmetros cuadrados\u201d.<\/p>\n

Seg\u00fan la fisiopat\u00f3loga Natalia Inada, del IFSC, los resultados del trabajo indican que este nuevo abordaje podr\u00eda utilizarse para desinfectar \u00e1reas grandes de la piel que no responden bien al tratamiento con antibi\u00f3ticos administrados por v\u00eda endovenosa. \u201cEl grafeno tambi\u00e9n tiene potencial para generar menos efectos colaterales y problemas de resistencia a los agentes microbianos\u201d, dice Inada, tambi\u00e9n coautora del estudio. El f\u00edsico Vanderlei Bagnato, coordinador del CePOF, quien tambi\u00e9n suscribi\u00f3 el art\u00edculo cient\u00edfico, hace hincapi\u00e9 en que el grafeno es un material con potencial de empleo en diversos campos del conocimiento. \u201cEntre esas \u00e1reas, el sector de las ciencias de la vida y de la farmacolog\u00eda es uno de los m\u00e1s prometedores\u201d, dice. El paso siguiente consistir\u00e1 en testear la fototerapia potenciada por el grafeno en el tratamiento de tumores de piel.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> CePOF-Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (n\u00ba 13\/07276-1<\/a>); Modalidad<\/strong> Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid); Investigador responsable<\/strong> Vanderlei Salvador Bagnato (USP); Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 44.106.793,11
\n2.<\/strong> Grafeno: Fot\u00f3nica y optoelectr\u00f3nica. Colaboraci\u00f3n UPM-NUS (n\u00ba 12\/50259-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n; Programa<\/strong> Spec; Investigador responsable<\/strong> Antonio Helio de Castro Neto (Universidad Presbiteriana Mackenzie); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 14.956.394,43<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/strong>
\nROMERO, M. P. et al<\/em>. Graphene oxide mediated broad-spectrum antibacterial based on bimodal action of photodynamic and photothermal effects<\/a>. Frontiers in Microbiology<\/strong>. 15 ene. 2020.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un nanomaterial permite el uso de dosis bajas de luz para eliminar bacterias","protected":false},"author":112,"featured_media":356374,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[417],"class_list":["post-355081","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","keywords-microbiologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/355081","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/112"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=355081"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/355081\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":358126,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/355081\/revisions\/358126"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/356374"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=355081"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=355081"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=355081"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=355081"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}