ANÁLISIS COMPARATIVO PARA LA FOTO-INACTIVACIÓN MICROBIANA EN TERAPIAS CONTINUAS Y PARCIALES

Abstract

La Escherichia coli y la foto-inactivación La Escherichia coli (E. coli) es la bacteria más abundante en el tubo digestivo humano. Este microrganismo es una de las causas más frecuentes de gastroenteritis, septicemia, meningitis neonatal e infecciones en las vías urinarias. Pese a que la E. coli es sensible a cierto tipo de antibióticos, esta bacteria puede adquirir fácilmente resistencia a dichos tratamientos, por lo que hoy en día es una necesidad investigar nuevos métodos para combatir los padecimientos causados por cepas de E. coli resistentes a antibióticos [1, Murray pp. 322-338] [2, Prats pp. 184-187]. Un método de desinfección alterno al uso de antibióticos es la desinfección por radiación electromagnética. Este método consiste en exponer los microrganismos patógenos a radiación de banda óptica (infrarrojo, visible y ultravioleta), acción que, bajo ciertas condiciones, desencadena una serie de reacciones bioquímicas en el interior de la célula que terminan en la producción de diversas especies reactivas de oxígeno (ROS por sus siglas en inglés). Las ROS son compuestos citotóxicos que se caracterizan por destruir los lípidos, las proteínas e incluso las moléculas de DNA de las células, por lo que si se generan más ROS de los que los antioxidantes celulares pueden controlar, la célula entrará en un proceso denominado estrés oxidativo que desembocará inevitablemente en la muerte de la bacteria. El método desinfectante basado en radiación electromagnética que se utiliza con mayor frecuencia es la desinfección por radiación ultravioleta (DUVR por sus siglas en inglés). Por ejemplo: en la industria alimenticia se emplea para descontaminar diversos tipos de alimentos, en la práctica médica se utiliza para desinfectar instrumental y superficies que tuvieron contacto con algún microrganismo, y en el sector sanitario se aplica en el tratamiento de aguas residuales. 2 Existe otro método basado en radiación electromagnética, la inactivación foto-dinámica antimicrobiana (aPDI por sus siglas en inglés). Al igual que la desinfección por radiación ultravioleta, la inactivación fotodinámica antimicrobiana produce la muerte de la célula por la generación de especies reactivas de oxígeno. Sin embargo, la diferencia principal entre la DUVR y la aPDI, es que en la primera este proceso solo es desencadenado por acción de la radiación electromagnética (de banda ultravioleta). Mientras que, en la segunda este mismo proceso es originado por la acción conjunta de dos elementos: radiación electromagnética (de banda óptica) y un tinte fotosensibilizador (también llamado foto-marcador). Dado que la radiación ultravioleta es la zona más energética de la radiación óptica, por lo general la DUVR ofrece un porcentaje de foto-inactivación superior al aportado por la aPDI. Desafortunadamente, se desaconseja la utilización de la radiación UV para tratar infecciones bacterianas localizadas en el ser humano, dado que este tipo de radiación también daña las células del paciente, provocando procesos inflamatorios, inmunosupresión, cáncer y necrosis [3, Olarte pp. 44-51]. Es aquí donde se presenta otra diferencia fundamental entre la DUVR y la aPDI. La selectividad de la inactivación fotodinámica antimicrobiana. Para que una sesión de aPDI produzca una foto-inactivación, una célula debe absorber el foto-sensibilizador y luego ser expuesta a radiación electromagnética con longitud de onda adecuada. Esta acción genera una serie de reacciones bioquímicas que desembocan en la muerte de dicha célula. En las sesiones de inactivación foto-dinámica se aprovecha el hecho de que diferentes células poseen diversos tiempos de retención del fotosensibilizador, por lo que a menudo se espera a que las células humanas desechen el fotosensibilizador de su interior y luego se procede a irradiar la zona infectada, eliminando de esta manera únicamente las bacterias patógenas, sin afectar las células del hospedero. Dicho de otro modo, pese a que la aPDI no es tan energética como la DUVR, la aPDI elimina selectivamente las bacterias patógenas, sin afectar las células humanas, a diferencia de la radiación UV. Investigaciones recientes realizadas en hongos, sugieren que se obtiene un grado mayor de foto-inactivación cuando la dosis total de una sesión continua de aPDI se divide en sesiones parciales [4, Spezzia pp. 203-210]. Por lo tanto, resulta natural preguntarse: ¿Bajo qué intervalos de exposición a radiación electromagnética y reposo en obscuridad, la inactivación foto-dinámica antimicrobiana dividida en sesiones parciales se asemeja más al 3 porcentaje de foto-inactivación que brinda una sesión continua de desinfección por radiación ultravioleta?