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viernes, 31 de mayo de 2013

Silver Surfer contra los Microbios

El nuevo enemigo de Estela Plateada: bacterias con poderes evolutivos. Fuente de las imágenes: 1 y 2


La plata es uno de los metales nobles. Desde la antigüedad se le atribuyen unas ciertas propiedades milagrosas y curativas. Herodoto contaba que los reyes de Persia sólo bebían agua que hubiera sido almacenada en recipientes de plata porque de esa forma se mantenía fresca y sin corromper. De hecho, los ejércitos de la antigüedad disponían monedas de plata en los recipientes que debían contener el agua para las tropas. La observación de que las bebidas y los alimentos almacenados en recipientes de plata no se descomponían con tanta rapidez no pasó inadvertida a nuestros antepasados. Las famosas cuberterías y vajillas de plata de los nobles no solo era por ostentación, sino también por seguridad alimentaria, aunque muchos de ellos acababan sufriendo argiria.


Caso extremo de argiria. Este hombre estuvo bebiendo un vaso de plata coloidal (10 ppm) durante el suficiente tiempo para que la plata se acumulara en su piel. Al parecer le dijeron que beber plata era bueno para la salud y se lo creyó. La plata se oscurece debido al efecto de la luz y por eso ese tono azul. La argiria es irreversible, aunque afortunadamente no suele producir daños graves aparte de los estéticos. Se piensa que esta condición es la que hizo nacer la expresión "sangre azul" para la nobleza, ya que ellos usaban vajillas y cubiertos de plata con profusión. Advertencia. Muchos charlatanes, homeópatas, ecologuays, newageros y similares están promocionando el uso de la plata coloidal para tratar cualquier tipo de dolencia. Lo que venden no son medicamentos y mejor es no tomarlos si no quieres quedar como el tipo de arriba. Fuente de la imagen: Ophra


Evidentemente alguien debió pensar que la plata también debía de tener usos en medicina. Hipócrates la utilizaba para tratar heridas y úlceras. Parece que hay una referencia al uso de nitrato de plata por los romanos en el año 69 AC, aunque el primer uso claro de dicho compuesto para tratar heridas y verrugas se da en el año 702 de nuestra era. En el año 1520 Paracelso utilizó el nitrato de plata como cauterizante de las heridas, procedimiento que todavía se usa. En 1850 el cirujano Marion Sims utilizó hilo de plata para suturar heridas que de esa manera no se infectaban. Y en 1880, el doctor Carl Siegmund Franz Crede fue uno de los primeros en utilizar nitrato de plata para prevenir una infección concreta. Utilizaba soluciones al 1% como colirio para tratar los ojos de neonatos cuyas madres sufrían de gonorrea. De esa forma evitaba que quedaran ciegos por culpa de la infección por Neisseria gonorrhoeae. En tan sólo 13 años la incidencia de la oftalmia gonorreica bajó de un 7.8% a un 0.13%.

Fue Carl Wilhelm Von Naegeli el primero en explicar que eran los iones de plata los que destruían a los microbios. De hecho realizó un estudio sistemático y encontró que 650 especies de microbios eran destruidas por coloides o por sales de plata. También observó que ni los hongos miceliares ni los parásitos se veían afectados.

La plata no es atacada por el agua o los ácidos. Sin embargo, la plata en estado metálico libera continuamente pequeñas cantidades de iones que tienen un potente efecto bactericida actuando como un agente oxidante que o bien genera especies reactivas del oxígeno (ROS), o bien actúa destruyendo los sistemas enzimáticos y de transporte de electrones que se localizan en la membrana plasmática. Al parecer lo que hace es reaccionar con los grupos tiol (-SH) presentes en las proteínas. También se ha observado que la liberación de plata se puede dar en forma de nanopartículas, que también presentan propiedades bactericidas. La síntesis de los coloides de plata ocurre debido a la reducción de los iones solubles de plata utilizando agentes de reducción como citrato, glucosa, etilenglicol o borohidruro de sodio. Dicha reducción puede darse en agua o en solventes orgánicos. Se deben añadir agentes estabilizantes para evitar la agregación de las nanopartículas que se forman (pueden verse en microfotografía de la imagen inferior)


Partículas de plata coloidal Fuente de la imagen: Chernousova and Epple


Hasta el advenimiento de los antibióticos tanto el nitrato de plata como la plata coloidal eran de los antisépticos más usados. A partir de los años 40 su uso decayó, pero el interés se ha recuperado debido precisamente a la expansión de las resistencias a los antibióticos. Lo cierto es que el material tratado con plata se usa en algunas prótesis quirúrgicas y en otro tipo de materiales médicos como sondas y tubos endotraqueales. También se usan nanopartículas en el envoltorio de productos perecederos como los alimentos. Sin embargo su efectividad como componente de cremas o de vendas para el tratamiento tópico de las quemaduras ha sido puesta en entredicho. De todas formas son muchos los grupos que están investigando las posibles aplicaciones antibacterianas de los compuestos de plata. Basta ir al PubMed y poner "silver nanoparticles antibacterial" y obtendrá unas 600 referencias. Sin embargo cuando uno mira la multitud de trabajos que hay se encuentra que es muy difícil sacar conclusiones. Cada grupo parece que utiliza un tipo distinto de nanopartículas de plata, de cepa de microorganismos para sus ensayos, y de tipo de ensayo, por lo que es muy difícil sacar conclusiones ya que los datos varían tremendamente. Un ejemplo: para E. coli se han descrito concentraciones mínimas inhibitorias (MIC) que van desde los 0,5 mg/L (sales de plata) a los 150 mg/L (nanopartículas de sulfuro de plata).

Pero a Estela Plateada le ha salido un nuevo enemigo además del terrible Galactus. La principal ventaja de la plata, o de las nanopartículas, sobre los antibióticos era que en teoría los microorganismos no podían generar resistencias debido a que su acción era inespecífica (produce ROS y/o inactiva diversas enzimas reaccionando con los grupos -SH). Bueno, pues va a ser que no. Al menos eso es lo que han descrito en un artículo reciente unos investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW Australia). Los investigadores querían observar como las nanopartículas afectaban a E. coli, pero lo que se encontraron es que los cultivos se les contaminaban con otra bacteria, un Bacillus que sí era capaz de aguantar el efecto bactericida de las nanopartículas. Peor aún, encontraron que esa bacteria contaminante se adaptaba y podía aguantar mayores concentraciones de nanopartículas de plata. Así que los investigadores avisan de que hay que ser cautos con el uso de la plata porque eso puede dar lugar a la aparición y diseminación de dichas resistencias entre los microorganismos. Así que a Estela Plateada le ha salido un nuevo enemigo además del terrible Galactus.


Evolución Plateada: Fuente de la imagen: Gunawan et al.




Esta entrada participa en el XXV Carnaval de la Química (Bodas de Plata) alojado en Moléculas a Reacción. En el V Carnaval de las Humanidades alojado en Pero eso es otra historia y en el XXIV Carnaval de la Biología edición especial SEM (Micro-BIOcarnaval fuera de concurso) alojado en esta casa.





ResearchBlogging.org

Alexander, J. (2009). History of the Medical Use of Silver Surgical Infections, 10 (3), 289-292 DOI: 10.1089/sur.2008.9941

Chernousova, S., & Epple, M. (2013). Silver as Antibacterial Agent: Ion, Nanoparticle, and Metal Angewandte Chemie International Edition, 52 (6), 1636-1653 DOI: 10.1002/anie.201205923

Gunawan C, Teoh WY, Marquis CP, & Amal R (2013). Induced Adaptation of Bacillus sp. to Antimicrobial Nanosilver. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany) PMID: 23625828

http://newsroom.unsw.edu.au/news/science-technology/bacteria-adapt-and-evade-nanosilver%E2%80%99s-sting http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201205923/full