Efecto de los iones de plata sobre Escherichia coli
Debido al aumento de la resistencia a los antibióticos de las bacterias, las alternativas de los antibióticos comúnmente recetados han ganado un amplio interés y atención en los últimos años. Los metales nobles y sus derivados han sido candidatos prometedores, mientras que los iones de plata (Ag+) y las nanopartículas de plata (AgNP) se encuentran entre los más estudiados. Se ha informado ampliamente que los iones Ag+ y los AgNP pueden suprimir eficazmente el crecimiento de bacterias y matarlas, lo que podría ab
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rir nuevas vías para luchar contra la resistencia a los medicamentos de los microbios nocivos.
Aunque se ha hecho un gran esfuerzo para investigar la actividad antibiótica de los iones Ag+ y los AgNP, falta la resolución temporal de estos estudios. Existen pocos estudios sobre cómo los iones Ag+ y los AgNP suprimen el crecimiento de bacterias y las matan en tiempo real. Además, si las bacterias son capaces de desarrollar resistencia contra Ag sigue siendo controvertido. Mientras que algunos afirmaron que es difícil para las bacterias desarrollar resistencia contra el Ag debido a las actividades antimicrobianas multimodales del Ag, otros estudios sugirieron lo contrario. Por ejemplo, un estudio demostró que la bacteria Escherichia coli evoluciona rápidamente y desarrolla resistencia contra AgNP.
En un esfuerzo por comprender la actividad y el mecanismo antimicrobiano de Ag, se examinó en profundidad el crecimiento de bacterias en presencia de Ag+ y AgNP y se descubrió que la tasa de crecimiento de las bacterias no se vio afectada, pero el tiempo de retraso del crecimiento bacteriano se extendió. Se observó que una gran fracción de bacterias expuestas a iones Ag+ exhibía oscilaciones en la longitud de sus células (es decir, se alargaba y se encogía de un lado a otro). Además de las bacterias oscilatorias, las respuestas de las bacterias a los iones Ag+ son heterogéneas: algunas bacterias reducen su longitud, mientras que otras crecen y se dividen después de luchar contra el estrés. Sobre la base de esos datos se desarrolló un modelo predador-presa para comprender cualitativamente la oscilación observada de la longitud de la celda tras la exposición a iones Ag+. Este modelo no solo produjo con éxito la oscilación celular sino que también explicó la heterogeneidad observada en las respuestas bacterianas a los iones Ag+.
Los diagramas de fase del modelo sugieren que la respuesta de las bacterias a los iones Ag+ depende de la relación entre la tasa de expulsión y la tasa de daño. Dicho modelo sugiere que, a una concentración dada de iones Ag+ (correspondiente a una tasa de daño dada), la capacidad de las bacterias para eliminar los iones Ag+ y los daños inducidos por Ag determina el destino de la bacteria. Por lo tanto, las eliminaciones de las bombas y los poros del flujo de salida darían como resultado tasas de expulsión más bajas y conducirían a cepas más sensibles y vulnerables en comparación con el tipo salvaje.
Por último, las batallas observadas entre bacterias e iones Ag+ y los daños/estrés inducidos por Ag sugieren que se debe tener cuidado con respecto al uso de Ag como agentes antimicrobianos, y se debe minimizar la exposición no intencional de microbios a Ag.