AFM characterization of the effect of silver on bacterial membranes

DIAZ, C; BIANCHI, M; MIÑÁN, A; PISSINIS, D; SCHILARDI, P; PIETRASANTA, L

Santa Fe

Congreso; Congreso Imternacional de Metalurgia y Materiales; 2014

Asociación Argentina de Materiales

La pérdida de eficacia de los antibióticos es uno de los riesgos más importantes que afronta la medicina moderna. Son indispensables nuevas estrategias para mejorar las actuales terapias antimicrobianas. Los iones y nanopartículas de plata han sido utilizadas como una terapia innovadora para reducir la resistencia microbiana a los antibióticos. Sin embargo, aún no ha sido descifrado completamente el mecanismo que explique correctamente la acción antimicrobiana de la plata. El estudio del efecto de la plata sobre la membrana bacteriana es importante debido a su utilidad para explicar el mecanismo de acción de los iones y desarrollar eficaces terapias antimicrobianas. En el presente trabajo, se estudió el efecto de los iones y nanopartículas de plata en Pseudomonas aeruginosa (Gram-) y Staphylococcus aureus (Gram+) debido a las diferencias estructurales de sus paredes celulares. La concentración de iones plata utilizada en los ensayos fue la correspondiente a la concentración inhibitoria mínima (CIM) determinada para ambos microorganismos. La dispersión de nanopartículas consiste en nanoprismas de 60 nm de tamaño aproximadamente sintetizados mediante una técnica desarrollada por el grupo de Kitaev 1. Para los experimentos se formaron biofilms de 2 h sobre vidrio. Posteriormente, estas biopelículas fueron incubadas en medio mínimo que contenía iones plata como así también fueron tratados con medio mínimo con la dispersión de nanopartículas durante 2 horas. Los sustratos fueron luego enjuagados y analizados por microscopía de fuerza atómica (AFM), espectroscopía de fuerza (Peak Force QNM) y microscopía óptica de fluorescencia. Los resultados preliminares sugieren que para ambas bacterias se produce una inhibición parcial de la producción de material polimérico extracelular cuando el biofilm temprano es tratado con iones plata. La elasticidad de las bacterias Gram+ también se ve afectada por la presencia de plata reduciendo la rigidez de la membrana celular. Por el contrario, no se han evidenciado cambios significativos en las propiedades nanomecánicas de las bacterias Pseudomonas aeruginosa (bacteria Gram-). A pesar de que se han realizado numerosos estudios para tratar de entender los mecanismos involucrados en el efecto tóxico que producen los nanomateriales de plata, aún se necesita investigar exhaustivamente para comprender los mecanismos implicados y por lo tanto utilizar en forma segura las inmensas propiedades antimicrobianas de los materiales que contienen plata.