El nuevo súper bactericida

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 5 de julio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Un equipo de especialistas del Departamento de Síntesis de Polímeros del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) desarrolla un desinfectante de origen natural, altamente eficiente, con capacidad de inhibir bacterias como Staphylococcus aureus y Escherichia coli.

Staphylococcus aureus.

De manera inesperada, y debido a una acertada observación científica, el grupo de investigación del CIQA descubrió en una sustancia que se desprendió durante un experimento un alto potencial bactericida.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, los especialistas involucrados en el proyecto detallan el surgimiento de este desinfectante, su efectividad, las pruebas realizadas hasta el momento y el potencial a futuro de este producto de origen natural, cien por ciento mexicano.

Descubrimiento fortuito

Este desinfectante inició a partir de la vinculación con una empresa del estado de Morelos dedicada al desarrollo de carbón activado de desechos agrícolas, con diversas aplicaciones en la industria alimentaria y de purificación del agua. El equipo de investigación del CIQA colaboró en la búsqueda de una fuente natural para generar el carbón activado. Durante la investigación de fuentes alternativas y experimentos en laboratorios, el grupo de investigación observó la generación de un subproducto que llamó su atención.

“Al momento de hacer un tratamiento para la obtención de carbón activado, en uno de ellos empecé a notar que había un tipo de extracción o de fluido que salía, a partir de la materia natural que utilizamos para desarrollar el carbón. Lo daba como un desecho, hasta que un día le dediqué tiempo, lo recolecté y al momento en que lo mostré al doctor le pareció interesante, que podía tener potencial y pedimos que se le hiciera un análisis”, narró la ingeniera Paulina Luciel Lugo de León, estudiante de la maestría en tecnología en polímeros del CIQA y colaboradora del proyecto.

En México, se estima una tasa de infecciones nosocomiales (IN) que oscila entre 3.8 y 26.1 por cada 100 egresos. En algunos hospitales de México, se ha observado una mayor prevalencia de IN en los servicios de medicina interna, pediatría, cirugía, y en menor proporción en ginecoobstetricia. Fuente: Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro Social.

En primera instancia, este subproducto, que se desprendió de una destilación en los experimentos para obtener carbón activado de una fuente natural, parecía no tener mayor relevancia hasta que se ejecutó un análisis para conocer si inhibía el crecimiento de microorganismos.

“Identificamos esta sustancia mediante técnicas que tenemos aquí en el CIQA y después la enviamos a pruebas antibacteriales, ahí descubrimos que tenía potencial como desinfectante, bactericida y, probablemente, como antinematicida para uso agrícola”, explicó el doctor Ramiro Guerrero Santos, investigador titular C del Departamento de Síntesis de Polímeros del CIQA y coordinador del proyecto.

Después de los primeros resultados que indicaban que inhibía bacterias, el equipo decidió realizar estudios más a fondo para la confirmación del potencial de esta sustancia.

“Es un líquido medianamente viscoso, primero (fueron) las pruebas de identificación para tener una idea de qué compuesto químico estaba presente, lo llevamos a una prueba de resonancia magnética nuclear, de espectrometría de masas, cromatografía de gases y, una vez que teníamos idea de qué podía ser la sustancia, la llevamos a las pruebas antibacteriales. A partir de esto, empezó el interés por usarlo como desinfectante, bactericida, antinematicida, etcétera”, puntualizó el científico.

Potencial antibacterial

Para conocer la actividad antimicrobiana de la sustancia, los especialistas solicitaron el apoyo del Laboratorio de Microbiología del CIQA, inicialmente analizaron su efectividad ante dos microorganismos comunes en el medio ambiente.

“En un principio optamos por analizarlo con dos microorganismos que son el Staphylococcus aureus y Escherichia coli (E. coli). Se planteó manejar con estos microorganismos, ya que son microorganismos que se encuentran de forma común en el medio ambiente”, señaló la química farmacobióloga Carmen Natividad Alvarado Canché, integrante del Laboratorio de Microbiología en el Departamento de Materiales Avanzados del CIQA.

La química Alvarado Canché aclaró que el Staphylococcus aureus forma parte del grupo de bacterias Gram positivas, en tanto E. coli está dentro de las Gram negativas, ambas clasificadas así en relación con la estructura de la envoltura celular. Además, esto permitió poder diferenciar si tiene actividad dirigida hacia un grupo de microorganismos en particular.

“Optamos por realizar una película de la sustancia y ponerla en contacto con un número específico de bacterias. Al analizarlo, dejamos inoculando las muestras como 24 horas y realizamos un conteo de las bacterias para determinar realmente si la población bacterial aumentaba, disminuía o las ‘mataba’ completamente; se realizó este análisis en diferentes concentraciones para analizar hasta qué porcentaje de la sustancia había una actividad microbiana”, indicó la laboratorista.

Los resultados de estos análisis indicaron que ambas bacterias fueron completamente desactivadas por la sustancia, con una concentración de cuatro ppm (partes por millón). Respecto al proceso para determinar la concentración, el doctor Guerrero Santos, explicó: “En el laboratorio se hace por dilución, empieza con una concentración alta y se va bajando la concentración hasta que se determine qué concentración se requiere para evitar el crecimiento de bacterias. Hablamos de cuatro partes por millón, o lo que es lo mismo cuatro miligramos por litro de agua. Este producto es eficaz a una cantidad de cuatro miligramos por litro, que es demasiado poco, e inhibe el crecimiento hasta cero existencias de colonias”, puntualizó el investigador.

A manera de ejemplo, los especialistas señalaron que deben introducirse 0.16 gramos de la sustancia en 40 litros de agua, semejante a dos garrafones de agua purificada, ese líquido se teñirá levemente del color de la sustancia y puede aplicarse para la limpieza de diversos lugares y desactivar por completo las bacterias.

Escherichia coli (E. coli ) es una bacteria presente frecuentemente en el intestino distal de los organismos de sangre caliente. La mayoría de las cepas de E. coli  son inocuas, pero algunas pueden causar graves intoxicaciones alimentarias. Entre los síntomas de la enfermedad causada por E. coli  productora de toxina Shiga, destacan los calambres abdominales y la diarrea, que puede progresar en algunos casos a diarrea sanguinolenta (colitis hemorrágica). También puede haber fiebre y vómitos. El periodo de incubación varía entre tres y ocho días, con una mediana de tres a cuatro días. Fuente: Organización Mundial de la Salud (OMS).

“(Puede aplicarse) donde haya riesgo de contaminación microbiana y lugares donde justamente se concentran las bacterias y llegan las personas contaminadas. Lo más directo sería en hospitales, mesas de operación, desinfección de instrumentos de uso médico, desinfección de manos de estudiantes, doctores, practicantes, camas, sábanas, baños de hospitales, guarderías, autobuses, transporte público, escritorio, paredes internas en tubos de conducción de aire, pantallas táctiles de celulares, pasamanos en transporte público, entre otros”, enumeró el especialista Guerrero Santos.

El equipo de investigación precisó que la aplicación de esta sustancia desinfectante protege completamente de la formación de colonias bacterianas; además de ser un producto con potencial debido a sus ventajas como: su eficiencia, su origen a partir de un elemento natural, bajo costo de producción, fuente de ingreso económico para el sector rural de Coahuila y completamente sustentable para su fabricación.

“Se ha estudiado y es netamente un producto natural, no se ha combinado con otra cosa. Solamente se trabaja con el proceso de dilución porque es un producto viscoso; para su aplicación solamente se hace un proceso de dilución en agua que es lo que le da un valor agregado, porque no requiere de algún tipo de solvente o disolvente contaminante”, comentó la ingeniera Lugo de León.

Ideas patentadas

Actualmente, el proyecto se encuentra en fase de pruebas funcionales, además se contempla la posibilidad de su uso agrícola para eliminar nematodos en los cultivos.

“En la agricultura, estamos trabajando y buscando tierras contaminadas con nematodos, hemos traído varias muestras, pero aún no hemos encontrado la muestra adecuada para poder aplicar el producto y eliminar nematodos”, agregó el científico Guerrero Santos.

El grupo de investigación enfatizó que, al tratarse de un extracto natural, puede ser biocompatible y tener muchas aplicaciones. Sin embargo, aún faltan algunas pruebas con otras bacterias y estudios para conocer si existe cualquier posibilidad de algún efecto secundario al ser humano. Aunque hasta el momento, no se ha detectado ningún efecto alérgico en las personas que han tenido contacto con el extracto.

Fuente: Universidad Veracruzana.“Se deberán hacer más análisis, por ejemplo, identificar si solamente es efectivo para estas bacterias, podríamos enfocarnos en diferentes cepas de bacterias y también se podría manejar con hongos. Tendría que analizarse con otro tipo de bacterias, si se desea aplicar a la agricultura, que no mate toda la flora bacteriana que puede ayudar al crecimiento de las plantas, que solamente sea enfocado en algunos microorganismos fitopatógenos”, agregó la química Alvarado Canché.

A la par, el grupo de investigación prepara la patente de este producto. Entre diversas opciones, los especialistas contemplan presentar la sustancia como aditivo en productos de limpieza.

El equipo de investigación está en proceso de patentar ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), por lo tanto, se reservan información específica del producto.

“Estamos en la etapa de terminar pruebas funcionales y finalizar ejemplos para someter una solicitud de patente. Al obtener la patente y terminar las pruebas relacionadas con antinematicidas, relacionadas con agricultura, lo ideal sería fundar una pequeña compañía, un spin-off y vender el producto, tras pagarle los derechos al CIQA”, subrayó el científico Guerrero Santos.

Los especialistas finalizaron destacando que este producto sería muy útil, debido a su bajo costo de producción y alto grado de protección, benéfico para el funcionamiento de los protocolos de protección antibacterial de hospitales ante una reglamentación cada vez más cerrada y ante la mayor incidencia de infecciones. También esperan, próximamente, llevar muestras a lugares que lo requieran de forma gratuita para probar el producto en campo.

 

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