DIVULGACIÓN VETERINARIA DESDE 1996
sábado 13 de abril de 2024 - Edición Nº1871
Vet Market » Profesión » 30 dic 2021

Nanopartículas de plata

Nueva alternativa a la terapéutica y resistencia microbiana

Avance en el desarrollo de nanotecnología en medicina veterinaria para uso dermatológico: NANOPARTÍCULAS DE PLATA.


Por:
Med. Vet. Fabián Oropeza – Instituto Dermatológico Veterinario

Las nanopartículas de plata representan un avance muy importante en el desarrollo de nanotecnología-nanociencia.

La NANOCIENCIA estudia materiales, partículas de una medida entre 10 y 100 nanómetros.

A modo de ejemplo y para comprender el tamaño de estas partículas podemos citar a un Glóbulo Rojo. El GR promedio de un canino mide 7 micras, la de un felino entre 5.8 micras.

Si a esto lo traspolamos a un Staphylococcus pseudointermedius (bacteria comensal más abundante de la piel de los caninos): este mide en promedio 1 micra.

 

 

La nanociencia tiene múltiples áreas de aplicación, ingeniería, informática, medicina, entre otras.

En medicina cobran importancia por las dificultades que presentan antibióticos, antisépticos para cumplir eficazmente su acción antimicrobiana.

Las nanopartículas actúan en distintos sitios al tomar contacto con una célula bacteriana, simultáneamente a ello y debido a su tamaño, similar a la mayoría de las moléculas y estructuras biológicas de una célula, estas pueden atravesar barreras y si hablamos de barreras tenemos que pensar en BIOFILM (mecanismo de defensa importante para la supervivencia de ciertos microorganismos).

 

 

 

MECANISMO DE ACCION DE LAS NANOPÁRTICULAS

 

 

Existen 4 mecanismos de acción y estos pueden ocurrir en forma simultánea:

1. Interacción con la cadena respiratoria: por inhibición de enzimas que llevan a la muerte celular.

2. Interacción con la membrana celular: la plata catiónica se une a regiones aniónicas de la membrana celular (altísima afinidad) y puede producir inhibición de movimientos, de paso de nutrientes y ruptura de dicha membrana.

3. Interacción de ADN bacteriano: mediante mutaciones de guanina-citosina y adeninatimina.

4. Producción de radicales libres: (ROS): su acumulación dentro de la célula altera la cadena de transporte de electrones, altera adn-arn, y lleva al daño de membrana celular.

 

En este cuadro se aprecia los mecanismos por el cual se lleva a cabo la muerte celular de distintas bacterias por las Nanopartículas de Plata.

 

CASO CLINICO SPIKE

Canino de 12 de años de edad, macho, raza Beagle con historial de ser un paciente alérgico atópico de varios años de evolución.

Motivo de consulta: dermatitis crónica con deformación anatómica de región interdigital de los cuatros miembros, si bien la base patológica de dicha consulta era su atopia (para lo cual se empleó una terapéutica especifica concomitante).

 

 

Dicho caso se centró en tratar de controlar y/o resolver el sobrecrecimiento de una flora comensal perpetuada de la región interdigital de sus miembros.

Su antecedente terapéutico era muy variado: antibioticoterapia (cefalosporina, quinolona, tetraciclina) corticoterapia (prednisolona, triamcinolona, dexametasona, mometasona local), antisepsia (digluconato de clorhexidina).

Teniendo en cuenta que los microorganismos implicados y encontrados en su citología son productores de biofilm (como mecanismo de resistencia) y como la característica macroscópica mostraba indicios de dicha signología, se decidió emplear una nueva terapéutica disponible en el mercado para uso veterinario:

Mrsa nano ag (nanopartículas de plata 2% asociado a digluconato de clorhexidina 4%)

Producto cuya presentación es en loción, se empleó en forma local 2 veces por día, por un tiempo mínimo previo a su control de 21 días, y como única terapéutica abocada hacia estos microorganismos.

 

 

La respuesta a su control a los 21 días post tratamiento:

 

 

En este caso la base de dicha alteración dérmica era su alergia atopica, pero he aquí la particularidad que si no solucionáramos la consecuencia de su patología (el sobrecrecimiento constante de microorganismos) no podíamos armonizar dicha alergia, lo cual se logró exitosamente con el uso local de loción a base de nanopartículas de plata.

 

BIOENSAYO NANOTEK

A continuación, se describe el respaldo científico al uso de esta combinación terapéutica en base a nanopartículas de plata:

Ensayo de performance del antiséptico mrsa silver gel (solución hidroalcohólica con gluconato de clorhexidina 4%) uso veterinario nano aditivado.

 

Objeto

Se reportan resultados de la evaluación de la capacidad biocida de nanArgen® (suspensión acuosa de nano partículas de plata plasmon 420nm y nanOZ® (suspensión acuosa de nano partículas de Zinc) aplicados a la suspensión hidro alcohólica con gluconato de clorhexidina al 4% elaborado en el instituto de dermatología veterinaria (http://www.institutoidv.com). Estas pruebas tienen el propósito de optimizar los resultados alcanzados en la primera fase del desarrollo de una nueva fórmula potenciada por la acción sinérgica de los nanocompuestos mencionados.

 

Antecedentes

El producto, “Silver gel” (soluciónhidro alcohólica con gluconato de clorhexideina al 4%) ha sido creado como antiséptico para disminuir la proliferación bacteriana en piodermias superficiales. Actúa por la combinación sinérgica de la clorhexidina que altera la permeabilidad de la membrana inhibiendo las enzimas del espacio periplásmico bacteriano y la acción de las nano partículas de plata sobre la fuerza motriz de los protones y el transporte de electrones en la cadena respiratorio de membrana de la célula bacteriana siendo las nano partículas de zinc necesarias para la estabilidad del plasmón de nano partículas de plata en el producto final.

Para la realización de estos ensayos de optimización, se preparan dos tipos de muestras nanoaditivadas de solución hidro alcohólica con gluconato de clorhexidina al 4% las que se describen a continuación:

AgZn 210: solución dosificado con nanArgen® y nanOZ® al 2% y 10% respectivamente AgZn 120: solución dosificado con nanArgen® y nanOZ® al 1% y 20% respectivamente.

Con el material original recibido se preparan muestras de 100 gramos cada una y se reserva una fracción para ensayo comparativo de la fórmula original, sin nanoaditivos (blanco de ensayo). A continuación, se aplica cada tipo de muestra sobre un soporte celulósico, el cual permite exponer el material a la acción bacteriana en placas de Petri evitando derrames o mezclado con el medio de cultivo.

 

Materiales y métodos

En estos bioensayos, la eficacia microbicida se mide cualitativamente mediante la técnica de difusión (también llamada de “halo de inhibición”), descripta en las normas ISO 20743 y JIS L 1902. Los dos microorganismos estándares empleados para la evaluación de la capacidad microbicida fueron Staphylococus aureus ATCC 25923 (Gram+) y Escherichia coli ATCC 25922 (Gram-). El medio de cultivo es el correspondiente a la técnica empleada en este caso, denominado “Agar Nutritivo”, marca Britania. Las muestras fueron ensayadas de manera conjunta y simultánea, de manera de evitar sesgos o errores debidos a diferencias de manipulación.

El ensayo microbiológico se llevó a cabo con el siguiente protocolo: a partir de un cultivo fresco (24 horas) de cada tipo de microorganismo (S. aureus y E. coli) se preparó para cada uno un cultivo líquido con una concentración de 1x108 UFC/ml. Se inocularon con hisopo estéril las placas de Petri con el cultivo preparado. Sobre el mismo, una vez gelatinizado, se apoyaron en el centro de cada placa los discos de material celulósico recubiertos con las diferentes formulaciones de solución hidro alcohólica con gluconato de clorhexideina al 4%. Todas las muestras fueron luego incubadas en estufa a condiciones de temperatura y humedad óptimas para el crecimiento bacteriano. Al cabo de 24 horas de incubación, las placas fueron retiradas de la estufa y se sometieron a inspección visual para verificar la capacidad de inhibición (halo por ausencia de crecimiento bacteriano), que representa cualitativamente el efecto bactericida al cabo de dicho lapso.

 

Resultados

Los resultados se visualizan en las fotografías incluidas en el Anexo 1. Se observa que todas las muestras tratadas presentaron un efecto microbicida muy significativo, evidenciado por el gran diámetro de los halos de inhibición obtenidos. Específicamente se observa un primer halo alrededor de la muestra, similar al de los blancos y luego un halo secundario de mayor diámetro, correspondiente a la potenciación del efecto al sumarse la acción de las nanopartículas al del biocida convencional de la formulación base. También se observan halos de inhibición de menor magnitud y sin halos secundarios en los blancos de ensayo, lo que es esperable por la presencia de clorhexidina. Las diferencias de diámetro entre los halos de las muestras formuladas y los del blanco de ensayo, permiten inferir la potenciación del efecto que se logra mediante los nanoaditivos.

 

 

 

De los bioensayos de optimización reportados se extraen las siguientes CONCLUSIONES:

1. Se verifica que la dosificación combinada de nanArgen® + nanOZ® le confiere al producto una capacidad biocida representada por la inhibición del crecimiento de microorganismos alrededor de los discos centrales correspondientes a las muestras tratadas, según se observa en los registros fotográficos adjuntos.

2. La respuesta de resistencia o inhibición frente a microorganismos Gram positivos y negativos se logra con ambas dosificaciones evaluadas, aunque de manera diferenciada para cada tipo de bacteria.

3. Los halos de inhibición de las muestras nanoaditivadas son mayores que los correspondientes al material original, indicando la potenciación del efecto por la presencia de los nanoaditivos.

4. Las dos combinaciones sinérgicas evaluadas muestran efectos bactericidas significativos, por lo que la decisión sobre la fórmula final a adoptar dependerá de consideraciones técnico-comerciales, balanceando costos y eficacia.

 

BIBLIOGRAFÍA:
• Silver nanoparticles toxicity and bactericidal effect against methicillin resistant Staphylococcus aureus: Nanoscale Does Matter. Nanobiotechnology 5, 2-9. Baker, C, Pradhan, A., Pakstis, L, Pochan, D.J. and Shah, S.I. (2005).
• Synthesis and antibacterial properties of silver nanoparticles. NanoSci J Nanotechnol 2, 244-249. Birla, SS, Tiwari, W, Gade, AK, Ingle, AP, Yadav, AP and Rai, M. K. (2009).
• Antibacterial effect of silver nanoparticles against Streptococcus mutans. Mater Lett 63, 2603-2606. Falagas, M. E., Grammatikos, A.P. and Michalopoulos, A. (2008).
• Potential of old- generation antibiotics to address current need for new antibiotics. Expert Rev Anti Infect Ther 6, 593-600. Feng, QL, Wu, J., Chen, GQ, Cui, FZ, Kim, TN and Kim, J.O. (2000)
• Nanopartículas de plata: obtención, utilización como antimicrobiano e impacto en el área de la salud Dra. Patricia C. Cardosoa Rev. Hosp. Niños (B. Aires) 2016;58(260):19-28 / 19
• Vazquéz, M. & Blandón, L. (2014). Comportamiento antimicrobiano de nanopartículas de plata sintetizadas electroquímicamente. Cuaderno Activa, 6, pp 99-107.
• Nanopartículas de plata: tecnología para su obtención, caracterización y actividad biológica Gerardo Leyva Gómez Vol. 2, Núm. 1 Enero-Abril 2013 pp 18-22
• Effect of Nanosilver Gel, Chlorhexidine Gluconate, and Camphorated Phenol on Enterococcus faecalis Biofilm, Dong Bo and Cecilia Marcellino Kayombo. Published 19 October 2014 Academic Editor: Willie Peijnenburg
• Nanopartículas de plata con potenciales aplicaciones en materiales implantables: síntesis, caracterización fisicoquímica y actividad bactericida. Trabajo de Tesis Doctoral. Constanza Y. Flores Directora: Dra. Carolina Vericat Co-Directora: Dra. Patricia L. Schilardi 2014
• Ensayo de performance del antiséptico MRSA Silvergel (solución hidro alcohólica con gluconato de clorhexideina al 4%) uso veterinario nanoaditivado – serie de optimización. Gerardo López 10 marzo de 2020 (nanotek; nanosoluciones para megaproblemas); Gustavo Castellano:(instituto dermatologico veterinario).

 

 

 

GALERÍA DE IMAGENES

NEWSLETTER

Suscríbase a nuestro boletín de noticias

VIDEOS