UN DISPARO CONTRA LAS
INFECCIONES
Ojeda-Arrona
MA1,
Ortega-Landin RM1,
Reyes-Pérez AA1,
Rivera-Chávez MJ2,
Urzúa-González AR2.
- Estudiantes de la licenciatura en Médico Cirujano, 6to semestre, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.
- Coordinadores del Módulo de Medicina Interna de Fase 2, de la licenciatura en Médico Cirujano, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.
Resumen. La desinfección fotónica selectiva, representa una nueva estrategia que emplea un único rayo láser de pulso ultracorto para matar virus, bacterias y otros patógenos evitando así la resistencia antimicrobiana. Es importante destacar que se daña selectivamente un componente crítico de los patógenos, al tiempo que deja intactos otros materiales, incluidas las células humanas y las proteínas. En este artículo analizamos la función del láser y las aplicaciones futuras que pudiera tener esta nueva tecnología.
Palabras
clave.
Desinfección,
láser, selectiva, patógenos, resistencia antimicrobiana.
Abstract.
Selective
photon disinfection represents a new strategy that employs a unique
ultrashort pulse laser beam to kill viruses, bacteria and other
pathogens thus preventing antimicrobial resistance. Importantly, a
critical component of pathogens is selectively damaged, while leaving
other materials intact, including human cells and proteins. In this
article we analyze the function of the laser and the future
applications that this new technology could have.
Keywords.
Disinfection, laser, selective, pathogens, antimicrobial resistance.
Resumo. A
desinfecção seletiva de fótons representa uma nova estratégia que
emprega um exclusivo feixe de laser de pulsos ultracurtos para matar
vírus, bactérias e outros patógenos, evitando assim a resistência
antimicrobiana. Importante, um componente crítico de patógenos é
seletivamente danificado, deixando outros materiais intactos,
incluindo células humanas e proteínas. Neste artigo analisamos a
função do laser e as futuras aplicações que esta nova tecnologia
poderia ter.
Palavras chave. Desinfecção, laser, seletiva, patógenos, resistência antimicrobiana. INTRODUCCION.
En el mundo en el que vivimos
nos enfrentamos todos los días a una guerra contra organismos
microscópicos capaces de causar infección, conocidos como patógenos
(virus y bacterias, principalmente). Los virus (imagen
1) son agentes
infecciosos más pequeños que necesitan de una célula para
sobrevivir; se conforman de un ADN1
y ARN2
(ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente)
que componen la información y el centro de mando del microorganismo,
rodeados de una capa denominada cápside, que los protege y ayuda a
sobrevivir. Las bacterias (imagen 2) son organismos más complejos;
poseen una membrana que las defiende y participa en su metabolismo,
también es la estructura que nos ayuda a clasificarlas: las que
poseen una membrana gruesa y capa externa suelen ser más difíciles
de combatir, mientras que aquellas con membrana delgada son más
propensas a daño.
Imagen 1 |
Imagen 2 |
Aunque no somos conscientes de
ello, el cuerpo humano está en guardia constante contra este tipo de
agresores y ha desarrollado mecanismos de defensa para combatirlos:
el sistema inmunológico. Sin embargo, en algunas ocasiones éste no
basta, por lo que se ha enfrentado la necesidad de crear alternativas
para atacarlos; así surgieron los antimicrobianos, sustancias
capaces de reducir la presencia de patógenos, como bacterias o algún
otro microorganismo. Infortunadamente el uso desmedido de éstos ha
producido que los microorganismos creen mecanismos de defensa y
sufran cambios que los protegen, lo que se conoce como resistencia a
los antimicrobianos.
Desarrollo.
La resistencia a los
antimicrobianos está en aumento, convirtiéndose en uno de los
principales problemas de salud pública, ya que ha causado que
infecciones que antes eran fácilmente tratables se vuelvan mortales.
Además de que, sin antimicrobianos eficaces para prevenir y tratar
las infecciones, intervenciones como el trasplante de órganos, la
quimioterapia o cualquier cirugía se convertirían en procedimientos
de alto riesgo.
Recientemente, se han
investigado nuevas técnicas para la eliminación de agentes
infecciosos más precisas y específicas; una de ellas, la
desinfección fotónica selectiva, que emplea un láser pulsado
ultracorto, ha demostrado ser una nueva opción de tratamiento. Para
comprender mejor el nuevo método es importante entender su mecanismo
de acción, así como sus alcances y limitaciones.
El láser tiene un mecanismo
de acción físico, es decir, la estrategia está dirigida a las
propiedades mecánicas fundamentales de los virus y bacterias, sin
importar las mutaciones que pudieran tener; es por esto, que logra
alcanzar un alto porcentaje de eficacia contra agentes que suelen ser
difíciles de combatir por otros métodos. Su importancia radica en
que no agrega ninguna sustancia química, posteriormente difícil de
eliminar, además de que no altera la función de la sangre (Imagen
3), ya que se ha
comprobado que las células sanguíneas se mantienen intactas después
del tratamiento.
Imagen 3 |
También se ha evaluado el uso
del láser en los cultivos que se llevan a cabo en el laboratorio.
Éstos se utilizan con el fin de hacer crecer microorganismos con
técnicas de resguardo y en las cuales, se busca identificar un
patógeno en específico en muestras biológicas extraídas del
individuo estudiado; desafortunadamente, algunos organismos
denominados como oportunistas, (ya que suelen dañar a un individuo
solo cuando éste tiene alguna anomalía con su sistema inmune)
tienden a invadir los cultivos provocando que el examen arroje
resultados erróneos. La promesa del láser se encuentra en la
supresión de los patógenos oportunistas, asegurando un medio de
cultivo más selectivo y con resultados más certeros.
El láser centra sus impulsos
directamente en la cápside de los virus, un sitio de ataque
fundamental, pues, si ésta resulta dañada, el ADN o ARN sufren
alteraciones, inactivándose (Imagen
4).
Imagen 4 |
Experimentalmente se ha
demostrado que inactiva de manera importante la cantidad de virus en
una muestra, arrojando como resultado una disminución del 99% en el
virus de la hepatitis A, así como del citomegalovirus, el cual es
responsable de infecciones de vías respiratorias.
En cuanto a las bacterias, el
láser envía sus impulsos directamente al ADN, produciendo que la
información que ahí se guarda sea más propensa al daño por las
ondas, convirtiendo a la bacteria en disfuncional. Por ejemplo, se
demostró que la irradiación por una hora con láser, puede inhibir
el crecimiento y la integridad de la membrana de la bacteria E. Coli,
que es la causa más común de infecciones urinarias y
gastrointestinales.
El punto esencial en el
tratamiento con laser yace en que los virus y bacterias son propensos
a daño con determinadas cargas de impulsos, por lo que para
atacarlas de una manera altamente selectiva, es necesario investigar
su rango particular. Lo anterior explica por qué las células
humanas no suelen ser afectadas durante su uso, ya que se requiere
una carga de impulso diferente a la que se utiliza contra los
microorganismos que deseamos agredir.
Y contra la gripe… ¿Lo
podemos utilizar?
Hoy en día una de las grandes
preocupaciones del sector salud es el control de la Influenza, una
enfermedad aguda que ataca a las vías respiratorias y que se
contagia al inhalar pequeñas gotas que se expulsan al hablar, toser
o estornudar. Entre las mejores armas para la protección se
encuentran las vacunas, encargadas del entrenamiento del sistema
inmune, quienes, al engañarlo y hacerle creer que el virus lo está
invadiendo, lo obligan a crear una estrategia de defensa.
Por tanto, se ha evaluado el
alcance de la utilización del láser de pulso ultracorto para la
generación de vacunas más eficientes. La inactivación con láser
aumenta la eficacia de esta vacuna, a tal grado que la dosis es
aproximadamente diez veces menor a la requerida en la vacunación
convencional; también se observa un mayor desarrollo de defensas
específicas. A su vez, existiría un riesgo mínimo de mutación
genética por parte del virus para evadir el mecanismo de acción del
láser. (Imagen
5)
Imagen 5 |
Un “Rayo/Laser” de
esperanza para la defensa del VIH
El virus de inmunodeficiencia
humana (VIH) sigue representado un verdadero desafío, ya que éste
ataca directamente a su agresor: el sistema inmune. El virus tiene la
capacidad de internalizarse a las células inmunitarias y afectar la
“maquinaria de producción” para lograr que éstas empiecen a
producir copias del virus, las cuales, al salir de la célula, toman
parte de su cubierta como protección, disfrazándose para poder
entrar a otra célula sin ser reconocidas ni rechazadas como
patógenas.
A pesar de los esfuerzos e
investigaciones para el tratamiento de esta enfermedad se encuentra
como limitación la increíble capacidad de mutación del virus y su
facultad de evadir las estrategias terapéuticas. La desinfección
fotónica selectiva emplea un láser para inducir vibraciones
mecánicas a la cápside vírica y provocar daño o desintegración,
consiguiendo así una pérdida de infectividad viral.
Conclusión
La desinfección fotónica
selectiva es una nueva tecnología que aparece para revolucionar la
historia de la medicina y la eliminación de patógenos. Recalcando
las ventajas de este avance:
• Daña un componente clave
en los patógenos. Ataca selectivamente la cápside viral y el ADN
bacteriano, inhibiendo así la capacidad de infección de estos
microorganismos y, al mismo tiempo, dejando intactos otros materiales
como la sangre o las células.
• Es imposible que exista
resistencia a este tratamiento. La forma en que actúa el láser hace
virtualmente inexistente la mutación genética, causante actual de
la resistencia a los antimicrobianos.
• Posee una amplia gama de
utilidades, como la desinfección de los elementos sanguíneos en
transfusión, la elaboración de vacunas y, en el ámbito
laboratorial, la correcta esterilización de los instrumentos para
prevenir la contaminación.
Aunque hasta el momento la
desinfección fotónica selectiva es una de las estrategias más
esperanzadoras contra los patógenos, aún restan incluso años de
investigación y mayor cantidad de pruebas para
constatar y asegurar la efectividad de esta terapia.
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