Mecanismo bactericida de la plata

Hasta el día de hoy, poco se sabe sobre los mecanismos bactericidas de los compuestos de plata. Esto, como se mencionó anteriormente, es atribuido a la poca investigación que se ha efectuado en el desarrollo de nuevos antibióticos. Sin embargo, existen varios mecanismos que se han propuesto y se describirán a continuación.

La mayoría de los trabajos han basado sus hipótesis, acerca de los posibles mecanismos de acción bactericida de la plata, en cambios morfológicos y estructurales que se observan en la bacteria después de ser tratados con compuestos de plata. Imágenes de microscopía electrónica de transmisión muestran daños a la membrana celular y algunos elementos del citoplasma. Aunque aún no se ha podido descifrar si la plata tiene uno o varios blancos de ataque, se cree que su alta reactividad con compuestos de azufre la hace reaccionar con enzimas, las cuales contienen éste elemento, localizadas en la membrana. Dado que la membrana es la responsable de la respiración y del control de intercambio de materiales con el medio ambiente, esto conlleva a que la membrana pierda permeabilidad, la bacteria entonces no es capaz de efectuar procesos de respiración y eventualmente muere. ^22,23

Trabajos de investigación que se enfocaron en el estudio de la respiración de bacterias al ser expuestas a compuestos de plata muestran congruencia con los mecanismos previamente reportados. La plata al interactuar con la membrana interrumpe la cadena respiratoria, y colapsa la fuerza motriz de electrones a través de ésta, lo cual acaba con la producción de ATP y sus fuentes de energía. Aunque estos trabajos muestran avances, existen varias piezas del rompecabezas que requieren ser entendidas para poder llegar a describir con detalle el mecanismo de acción de compuestos de plata.²⁴

Agentes microbianos desarrollados a base de plata

A pesar de la limitada información acerca del mecanismo de acción bactericida de los compuestos de plata, como se destacó en la sección anterior, existen varias publicaciones científicas que han comprobado su eficiencia ante cepas resistentes. Adicionalmente, el único mecanismo de resistencia a la plata que se ha observado, es en bacterias que habitan minas donde se encuentra éste metal.^1,2 Es por esto que ante la creciente ineficiencia de los antibióticos actuales ante enfermedades infecciosas, cientos de publicaciones científicas se han enfocado al desarrollo de productos que utilizan plata como agente microbicida. Las sofisticadas técnicas y síntesis desarrolladas por la ciencias de la ingeniería han permitido introducir compuestos de plata a textiles, plásticos, pinturas, catéteres, implantes sintéticos y muchos otros productos, para darles características bactericidas (Figura 4 A-D).³

Figura 4. Diversos productos en el mercado que son antimicrobianos debido a que se añaden compuestos de plata. A) Filtros usados para purificación de agua. B) Ropa deportiva fabricada de textiles que contienen plata para evitar el mal olor, causado por el sudor. C) Contenedores

Hace apenas unos años, compañías pequeñas como la suiza Ciba Chemicals, y otras como Silver Solutions, Bioshield Technologies y Microban empezaron con investigación y desarrollo de productos antimicrobianos. En México, la compañía Mycrodine tiene varios años de producir y vender plata coloidal para consumo en la purificación del agua y lavado de frutas y verduras. Con el desarrollo de la nanotecnología, se han podido fabricar nanomateriales a base de este metal.²⁵Nuevos productos, basados en el uso de nanopartículas, han salido al mercado, como la lavadora de platos y lavadora de ropa desarrollada por Samsung hace un par de años. Finalmente, ha surgido un boom en las compañías que se han subido al vagón para producir materiales antimicrobianos a base de plata. Entre ellos están las dos compañías químicas más grandes del mundo, Dow Chemical y BASF, que compró Ciba Chemicals, y la compañía más grande en producción de productos de consumo, Procter and Gamble.²

[1]A. Gupta, K. Matsui, J.F. Lo, and S. Silver, Molecular basis for resistance to silver cations in Salmonella, Nature Medicine, 1999. 5, 183-188.
[2] S. Silver, Bacterial silver resistance: molecular biology and uses and misuses of silver compounds, Fems Microbiology Reviews, 2003. 27, 341-353.
[3] M. Rai, A. Yadav, and A. Gade, Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials, Biotechnology Advances, 2009. 27, 76-83.22] Q.L. Feng, J. Wu, G.Q. Chen, F.Z. Cui, T.N. Kim, and J.O. Kim, A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus, Journal of Biomedical Materials Research, 2000. 52, 662-668.
[23] J.R. Morones, J.L. Elechiguerra, A. Camacho-Bragado, K. Holt, J.B. Kouri, J. Tapia Ramirez, and M. Jose Yacaman, The bactericidal effect of silver nanoparticles, Nanotechnology, 2005. 16, 2346-2353.
[24] K.B. Holt and A.J. Bard, Interaction of silver(I) ions with the respiratory chain of Escherichia coli: An electrochemical and scanning electrochemical microscopy study of the antimicrobial mechanism of micromolar Ag, Biochemistry, 2005. 44, 13214-13223.
[25] A. Kumar, P.K. Vemula, P.M. Ajayan, and G. John, Silver-nanoparticle-embedded antimicrobial paints based on vegetable oil, Nature Materials, 2008. 7, 236-241.