Con la ayuda de las tecnologías cuánticas, los científicos han logrado aumentar la efectividad de los antibióticos muchas veces, lo que ayudará a los médicos a enfrentar el problema más importante del siglo XXI: la resistencia bacteriana a los medicamentos.
Los puntos cuánticos son los fragmentos más pequeños de conductores o semiconductores cuyos portadores de carga (es decir, electrones) están limitados en el espacio en las tres dimensiones. En este caso, el tamaño de dicha partícula debe ser tan pequeño que los efectos cuánticos sean al menos algo significativos. Los científicos los usan en lugar de tintes en varios experimentos relacionados con la fotoelectrónica para rastrear las vías de movimiento de las drogas y otras moléculas en el cuerpo. Resultó que el potencial de los puntos cuánticos no se agota con esto: los investigadores han encontrado nuevas aplicaciones para ellos y, aparentemente, este será un paso serio en la lucha contra los patógenos resistentes a los medicamentos y las infecciones que causan.
Antibióticos y tecnologías cuánticas: síntesis científica
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En un nuevo estudio, los antibióticos equipados con una versión experimental de puntos cuánticos han demostrado ser 1000 (!) Veces más efectivos en la lucha contra las bacterias que sus versiones "normales". El ancho del punto es equivalente a una hebra de ADN, que tiene solo 3 nm de diámetro. Fueron hechos de telururo de cadmio, un compuesto cristalino estable que se usa a menudo en energía fotovoltaica. Los electrones en los puntos cuánticos reaccionan a la luz verde de una cierta frecuencia, lo que hace que se unan a las moléculas de oxígeno del cuerpo y formen superóxido. Las bacterias que lo absorben no pueden resistir a los antibióticos; después de tal "almuerzo", su química interna se altera por completo.
El equipo de científicos mezcló diferentes números de puntos cuánticos con diferentes concentraciones de cada uno de los cinco antibióticos para crear una amplia gama de muestras para las pruebas. Luego agregaron estas muestras a cinco cepas de bacterias resistentes a los medicamentos, incluido el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, también conocido como MRSA. En 480 pruebas con varias combinaciones de puntos cuánticos, antibióticos y bacterias, más del 75% de las muestras de puntos cuánticos pudieron inhibir el crecimiento bacteriano e incluso matarlas por completo con dosis más bajas de antibióticos.
Resistencia a los antibióticos: el flagelo del siglo XXI
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Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la resistencia a los antibióticos es una de las mayores amenazas para la seguridad alimentaria, la salud y el desarrollo en el mundo. Puede afectar a cualquier persona en cualquier país: las infecciones que eran fáciles de tratar en el pasado (como la gonorrea, la neumonía y la tuberculosis) se vuelven cada vez más resistentes a los antibióticos a lo largo de los años y, por lo tanto, son más difíciles de afrontar. Además de los evidentes riesgos para la salud y las tasas de mortalidad incluso más altas, la resistencia a los antibióticos tiene un impacto en la economía: aumenta los costos médicos y aumenta la duración de la estadía en el hospital. Y aunque el desarrollo de la resiliencia es un proceso evolutivo natural, las personas logran agravarlo aún más. Por ejemplo, el uso indebido y frecuente de antibióticos en humanos,y en los animales acelera drásticamente este proceso.
Solo en los Estados Unidos, al menos 2,000,000 de personas cada año sufren de una mayor resistencia a los antibióticos. Si esto no cambia, ¡la resistencia a los antibióticos matará a más de 10 millones de personas para el 2050! Por tanto, los investigadores de todo el mundo están trabajando para influir en esta tendencia de diversas formas. Algunos usan CRISPR para atacar directamente a los agentes bacterianos, mientras que otros buscan formas de combatir las infecciones por hongos. Los científicos incluso están tratando de hacer frente al mecanismo mismo de la aparición de resistencia y privar a las bacterias de su principal ventaja.
Conclusión
Por supuesto, el uso de puntos cuánticos también está plagado de dificultades. Uno de ellos es la luz, que activa el proceso: no solo debe tener una fuente, sino que la radiación misma brilla solo a través de unos pocos milímetros de carne. Por lo tanto, por el momento, el uso de la terapia cuántica es realmente eficaz solo para resolver problemas superficiales. Sin embargo, este problema se puede sortear de una manera muy elegante: el equipo ya está trabajando en la creación de nanopartículas que reaccionan a la luz infrarroja: atraviesa todo el cuerpo y se puede usar para tratar incluso infecciones, cuyos focos se encuentran en las profundidades de los tejidos blandos y óseos.
Vasily Makarov
