Universitat Rovira i Virgili

Cazar libélulas para producir nuevos materiales antibacterianos

Martes, 4 de agosto de 2015

Estudiar sus alas permitirá entender mejor cómo funcionan y desarrollar materiales sintéticos bactericidas con aplicaciones médicas

Un equipo de investigadores de la Universitat Rovira i Virgili y de la Swinburne University of Technology de Australia han visitado el Parque Natural de Els Ports, en las Terres de l'Ebre, para cazar libélulas. Este insecto es uno de los depredadores más hábiles, con una eficiencia de captura superior al 95 %, ya que sus alas tienen propiedades antibacterianas. Estudiar estas alas permitirá entender mejor su funcionamiento y desarrollar materiales sintéticos bactericidas con aplicaciones médicas. Esta actividad se enmarca en el proyecto ITN-SNAL, coordinado por la URV.

Cambiar el laboratorio por el entorno natural, y los instrumentos por un cazamariposas: esto es lo que ha hecho un equipo de investigadores de la URV -al frente del cual está Vladimir Baulin, del Departamento de Ingeniería Química de la URV- que estudia, conjuntamente con la Swinburne University of Technology de Australia, cómo el diseño de las alas de libélula puede inspirar la creación de nuevas nanoestructuras antibacterianas. Los investigadores de Australia y Tarragona han hecho una expedición al Parque Natural de Els Ports, donde han cazado varios ejemplares de este insecto.

Ahora, estos ejemplares serán utilizados en experimentos en el sincrotrón de Grenoble, en Francia, con el objetivo de estudiar la estructura de sus alas. "Necesitamos diferentes especies de libélula porque la estructura de sus alas cambia de una a otra", explican los investigadores. "Estudiar estas estructuras y relacionarlas con su eficacia antibacteriana nos permitirá entender mejor cómo funciona esta propiedad de las alas de las libélulas".

A pesar de su pequeño tamaño, las libélulas son consideradas uno de los depredadores más hábiles de la naturaleza, con una eficiencia de captura superior al 95 %. Cada centímetro cuadrado de las alas de una libélula está diseñado para matar a más de 100.000 células bacterianas por minuto. Las estructuras complejas de estas alas y su funcionalidad son objeto de interés por parte de científicos de todo el mundo, que ven múltiples posibilidades de innovación en el campo de la ingeniería de materiales. Superficies como las alas de los insectos son una oportunidad para desarrollar nanomateriales nuevos antibacterianos, con aplicaciones industriales y biomédicas.

Este equipo de investigadores ya publicó un estudio en el que evaluaron y compararon el potencial bactericida de las alas de una libélula (Diplacodes bipunctata) con el silicio negro sintético, una nanoestructura creada a partir de una técnica de grabado con iones reactivos sobre una lámina de silicio tratada con un compuesto de azufre, proceso rápido y sencillo que se puede reproducir a gran escala. El resultado de la investigación, publicado en la revista Nature Communications, demostró que, a pesar de la diferencia en la química de su superficie, tanto las alas de libélula como el silicio negro son letales para ciertas especies de bacterias e incluso para las esporas, muy resistentes a la mayoría de métodos de esterilización. Además, descubrieron que la estructura del silicio negro es aún más eficiente que el propio diseño de la naturaleza: es casi el doble de eficaz que las alas de libélula a la hora de matar a determinadas células.

El objetivo de esta nueva investigación es entender mejor el funcionamiento antibacteriano de las alas de las diferentes especies de libélula: "Pensamos que algunas especies son más mortíferas para las bacterias que otras, y queremos poder explicar por qué", valoran los investigadores. Además, con este conocimiento, desarrollarán nuevos materiales sintéticos bactericidas, además del silicio negro. "Estos materiales podrán utilizarse, por ejemplo, en implantes quirúrgicos, y ayudarán a combatir las infecciones asociadas y los problemas de resistencia a los antibióticos", añaden.

Para dar solidez al nuevo estudio, los investigadores necesitan examinar alas de libélulas de lugares geográficamente muy diferentes. "Australia es un continente aislado, y para nosotros es importante tener otros puntos de referencia, como el Parque Natural de Els Ports", explica el equipo. En la expedición, los científicos han contado con la colaboración de Pere Luque, conservador en el Museo de las Terres de l'Ebre, en Amposta, y entomólogo especializado en libélulas de Cataluña.

Esta expedición forma parte de las actividades del proyecto ITN-SNAL, Smart Nano-objects for alteration of Lipid bilayers, que investiga el diseño y la síntesis de nuevos biomateriales capaces de modificar las propiedades de las membranas. El investigador de la URV Vladimir Baulin es el coordinador de esta red.

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Los investigadores han contado con la colaboración de Pere Luque, del Museo de las Terres de l'Ebre, entomólogo especializado en libélulas de Cataluña.

Los investigadores han cazado libélulas en el Parque Natural de Els Ports, en las Terres de l’Ebre.

Vladimir Baulin, investigador en el Departamento de Ingeniería Química de la URV; Pere Luque, conservador en el Museo de las Terres de l’Ebre; y Elena Ivanova, investigadora en la Swinburne University of Technology (Australia).