El avance científico publicado en la revista Chemical Engineering Journal acerca del papel de los MXenos en la lucha contra bacterias resistentes marca un hito en el desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas. Los MXenos, compuestos bidimensionales que pueden incluir carburos, nitruros o carbonitruros de metales de transición, han captado la atención mundial debido a sus excepcionales propiedades químicas, eléctricas y mecánicas. Entre sus aplicaciones más prometedoras se encuentra su capacidad para combatir bacterias resistentes a los antibióticos, específicamente las que producen Extended Spectrum b-lactamases (ESBL), como Pseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae.
Este estudio, encabezado por el Dr. Govindan Rajivgandhi, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales (DIQBM) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile , también incluye a académicos del departamento, como el Prof. Franck Quero y el Prof. Andreas Rosenkranz, quien además es director del Núcleo Milenio de MXenos Avanzados para Aplicaciones en Sustentabilidad (AMXSA), el único centro de investigación en Chile y América Latina dedicado exclusivamente al estudio de los MXenos.
Govindan Rajivgandhi, autor principal del estudio, explica que "los MXenos actúan de manera única mediante la generación de especies reactivas de oxígeno, lo que permite atacar de manera efectiva las bacterias sin recurrir a los antibióticos convencionales. Este enfoque podría prevenir el desarrollo de resistencia bacteriana a largo plazo".
El mecanismo de acción de los MXenos es notable por su capacidad para inducir estrés oxidativo en las bacterias, alterando sus membranas celulares y reduciendo la probabilidad de resistencia. Esto los convierte en un candidato ideal para aplicaciones en entornos de alto riesgo, como hospitales y sistemas de agua, donde las infecciones por bacterias productoras de ESBL representan una amenaza significativa.
El Dr. Rajivgandhi agrega que "si podemos integrar los MXenos en superficies de contacto frecuente, como catéteres o apósitos para heridas, podríamos frenar la propagación de infecciones resistentes, mejorando la calidad del tratamiento en pacientes vulnerables".
Las perspectivas futuras para los MXenos en la medicina y el tratamiento ambiental son prometedoras. Los investigadores planean optimizar sus propiedades para maximizar su eficacia antimicrobiana, mientras minimizan los posibles efectos adversos en las células humanas. "Los próximos pasos incluyen explorar la sinergia de los MXenos con antibióticos tradicionales, lo que podría mejorar la penetración de estos fármacos y restaurar su eficacia contra bacterias resistentes", explica Rajivgandhi.
Además de su uso en dispositivos médicos y recubrimientos antimicrobianos, los MXenos podrían desempeñar un papel crucial en el tratamiento de agua, ayudando a eliminar bacterias resistentes y sus genes de resistencia antes de que lleguen al medio ambiente. Sin embargo, el éxito de esta tecnología dependerá de superar desafíos prácticos, como la mejora de los métodos de síntesis y la reducción de costos para hacerla accesible a entornos de bajos recursos.
Aunque los MXenos aún se encuentran en una fase experimental, su potencial es innegable. "Si superamos los desafíos de toxicidad y escalabilidad, los MXenos podrían cambiar la forma en que enfrentamos las infecciones bacterianas resistentes, abriendo un nuevo capítulo en la medicina y la salud pública global", concluye el Dr. Rajivgandhi.
El valor de la colaboración multidisciplinaria e internacional en la ciencia
Este avance no solo refleja la importancia y la variedad de usos que tienen los MXenos, en este caso como herramienta de lucha contra la resistencia bacteriana, sino que también destaca el valor del trabajo colaborativo entre disciplinas y países. Para el Prof. Franck Quero, "esta investigación de muy alto impacto es el fruto de un trabajo colaborativo que involucró a varias disciplinas científicas, como la química, la ciencia de los materiales y la microbiología, para ofrecer una nueva solución a un problema global, haciendo que esta investigación tenga un fuerte carácter multidisciplinario. Además, este trabajo es el fruto de un esfuerzo colaborativo internacional entre investigadores ubicados en Chile, India, Corea del Sur y en los Estados Unidos. Permite también resaltar la importancia que tienen las y los investigadores postdoctorales extranjeros/as que vienen a trabajar en nuestro departamento y que hacen posible estos avances científicos."
El futuro de los MXenos es brillante, pero aún requiere de más investigación y colaboración entre científicos, reguladores y fabricantes para asegurar su viabilidad a gran escala.
