Sistemas de liberación controlada basadas en nanopartículas para aplicaciones antimicrobianas

Abstract

[ES] Este proyecto se basa en la síntesis y caracterización de nanopartículas (NP) con propiedades antimicrobianas. Las NP se prepararán a partir de sílice porosa (MCM-41) con una elevada porosidad capaz de encapsular sustancias o fármacos de interés, en nuestro caso líquidos iónicos (RTIL). La liberación de RTIL tiene efectos terapéuticos ya que potencia un ambiente antimicrobiano. Se ha establecido que el mecanismo de muerte celular se basa en la alteración de la osmolaridad del medio, por la que se produce un flujo libre de electrolitos fuera del microbio provocando su muerte. Para garantizar la liberación controlada y específica de RTIL, estos se encapsulan en los poros de las NP y quedan atrapados en su interior empleando puertas moleculares. Como puertas moleculares se emplearán biomoléculas como polisacáridos o péptidos que se van a degradar específicamente solo en presencia de enzimas secretadas por las bacterias diana produciendo la liberación de RTIL y la muerte de los microbios. En el proyecto se caracterizarán todos los sólidos mediante difracción de rayos X (DRX), dispersión de luz dinámica (DLS), potencial Z, porosimetría, etc. Se medirán las propiedades de liberación de los nanomateriales en condiciones de laboratorio y se realizarán experimentos en cultivos bacterianos para cuantificar sus efectos antimicrobianos y su posible potencial terapéutico frente infecciones microbianas.

[EN] This project is based on the synthesis and characterization of nanoparticles (NPs) with antimicrobial properties. The NPs will be prepared from porous silica (MCM-41) with a high porosity capable of encapsulating substances or drugs of interest, in our case ionic liquids (RTIL). RTIL release has therapeutic effects as it enhances an antimicrobial environment. It has been established that the mechanism of cell death is based on the alteration of the osmolarity of the medium, whereby a free flow of electrolytes out of the microbe causing its death. To ensure the controlled and specific release of RTILs, they are encapsulated in the pores of the NPs and trapped inside using molecular gates. Biomolecules, such as polysaccharides and peptides, will be used as molecular gates. These molecular gates will be specifically hydrolysed only in the presence of enzymes secreted by the target bacteria leading to RTIL release and microbial killing. In the project all solids will be characterized by X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS), Z-potential, porosimetry, etc. The release properties of the nanomaterials will be measured under laboratory conditions and experiments will be performed on bacterial cultures to quantify their antimicrobial effects and their possible therapeutic potential against microbial infections.