Introducción:
La plata ha sido utilizada durante siglos por sus propiedades antibacterianas, pero gracias a los avances tecnológicos, hoy en día podemos aprovecharla en formas más sofisticadas: como iones y nanopartículas. Estas versiones modernas se emplean ampliamente en productos médicos y de consumo para combatir infecciones bacterianas. Sin embargo, investigaciones recientes han revelado que, aunque la plata es efectiva para eliminar bacterias, también puede causar efectos tóxicos en células humanas. Este dilema plantea interrogantes sobre su uso extendido, especialmente en aplicaciones médicas.
El rol de la plata en la ciencia y la medicina:
La plata tiene propiedades excepcionales que la convierten en un elemento crucial en el desarrollo de materiales antibacterianos. Por ejemplo, sus sales y nanopartículas se utilizan en recubrimientos de catéteres e implantes, cemento óseo y suturas quirúrgicas. Estas aplicaciones aprovechan su lenta disolución y su capacidad para interactuar con biomoléculas esenciales en las bacterias, como los ácidos nucleicos y las enzimas metabólicas. Además, las nanopartículas de plata generan especies reactivas de oxígeno que son altamente eficaces para atacar células bacterianas.
Sin embargo, es importante considerar que estas mismas propiedades que hacen de la plata un excelente agente bactericida también pueden causar citotoxicidad en células humanas. Esto se debe a que los iones de plata interactúan con componentes celulares sensibles, como el glutatión, una molécula que protege las células contra el daño oxidativo
Estudio comparativo: efectos tóxicos en bacterias y células humanas:
Científicos de la Universidad del Ruhr en Bochum y la Universidad de Duisburg-Essen llevaron a cabo estudios detallados para comprender mejor este balance. Prepararon muestras bien definidas de plata, incluyendo nanopartículas estabilizadas con polivinilpirrolidona y soluciones de acetato de plata. Utilizaron técnicas avanzadas como la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la dispersión dinámica de luz (DLS) para garantizar la calidad y consistencia de las muestras antes de experimentar con diferentes concentraciones.
Se analizó el efecto de la plata en bacterias gramnegativas (E. coli) y grampositivas (S. aureus) bajo diferentes condiciones de cultivo. Se descubrió que las bacterias grampositivas son más resistentes a la plata debido a su gruesa pared celular, mientras que las gramnegativas son más susceptibles. En células humanas como monocitos y linfocitos T, se observó que la toxicidad depende directamente de la concentración, siendo los monocitos más vulnerables en concentraciones superiores a 1 pm.
Resultados del estudio:
Los experimentos mostraron una clara relación entre la dosis y la toxicidad tanto en bacterias como en células humanas. Los investigadores encontraron que, aunque la plata es efectiva para inhibir el crecimiento bacteriano, puede causar daños significativos en células humanas si las concentraciones no se controlan adecuadamente. Además, las nanopartículas de plata presentaron problemas de aglomeración en ciertos medios de cultivo, lo que limita su uso experimental en condiciones específicas.
En cuanto a las células humanas, se evidenció que los monocitos y las células madre mesenquimales eran particularmente sensibles a la plata, mientras que los linfocitos T mostraron menor susceptibilidad en las mismas condiciones.
Conclusión y aplicaciones futuras:
A pesar de sus beneficios, el uso extendido de la plata como agente antibacteriano plantea preocupaciones legítimas. Por un lado, su capacidad para eliminar bacterias puede prevenir infecciones graves; por otro lado, su potencial citotóxico puede poner en riesgo los tejidos humanos. Estos hallazgos resaltan la importancia de realizar estudios más detallados sobre los efectos de la plata en condiciones in vivo, donde factores como el flujo sanguíneo dinámico podrían alterar los resultados observados en cultivos celulares.
En el futuro, será esencial desarrollar estrategias para maximizar las ventajas de la plata mientras se minimizan sus riesgos. Esto podría incluir el diseño de materiales que liberen plata de manera controlada o la búsqueda de combinaciones con otros agentes que reduzcan su citotoxicidad en células humanas.
Referencia: Equipo Editorial de Elga. (24 de Enero de 2022). Hablemos de agua de laboratorio. Elga Veolia. The toxic effects of silver ions and nanoparticles towards bacteria and human cells.