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Nanotecnología

El nanomaterial desarrollado, cuya base es el carbón activado, resultó efectivo para remover compuestos contaminantes que llegan al agua, como residuos de la producción de gas y petróleo. Teniendo en cuenta que el carbón activado proporciona beneficios porque no es tóxico y remueve no solo residuos de crudo sino de industrias textiles y de alimentos, este se usó como base para desarrollar un nanomaterial para biorremediación de aguas. 

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Cuando las nanopartículas se pegan a la pared celular de esta bacteria, que vive en el intestino de los seres humanos y puede causar diarrea, altera su respiración y literalmente la asfixia. La muerte de E. coli se produce en mínimo 5 minutos y máximo 2,5 horas después de entrar en contacto con las nanopartículas de plata (Ag), ya que esta actúa como reactivo y oxidante, y además impide que la bacteria se reproduzca porque altera todas sus funciones.

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Sus capacidades tanto de cambiar de tonalidades –azul, rojo, verde y naranja– como de alumbrar, permiten identificar este y otros metales pesados considerados altamente tóxicos, como plomo, arsénico y cadmio.
A partir del uso de materiales conocidos como “puntos cuánticos”, o nanocristales de semiconductores muy pequeños (4 nm), con capacidad de alumbrar según el ambiente en que se encuentren, se detecta la contaminación por mercurio de manera automática y sin necesidad de llevar las muestras a un laboratorio especializado.

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Las nanopartículas son el resultado de una investigación interesada en proponer una alternativa para atacar bacterias como la Escherichia coli, que generalmente se adquieren por consumo de alimentos contaminados y que son resistentes a antibióticos por ser gramnegativas, es decir que tienen membrana celular externa. Otra aplicación es en la inhibición del crecimiento de la bacteria Streptococcus mutans, que se adhiere a los dientes.

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El doctor Alejandro Huerta Saquero, investigador del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (Cnyn) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Ensenada, experimenta con nanomateriales para probar su efectividad contra la bacteria Vibrio cholerae, causante del cólera.

Como parte de la investigación, los especialistas prueban distintos nanomateriales con actividad antimicrobiana para analizar si son capaces de evitar la formación de biopelículas o eliminarlas si ya están desarrolladas. El doctor Alejandro Huerta refirió que con este objetivo han utilizado nanomateriales con plata (Ag), cobre (Cu) o zinc (Zn), todos ellos metales con propiedades antimicrobianas.

Los resultados en laboratorio indicaron que el único nanomaterial que impidió la formación de biopelículas fue el que se combinó con plata, mientras que las combinaciones cobre y zinc mostraron algunos cambios pero no inhibieron la formación del biofilm.

Tras haber comprobado la efectividad de los nanomateriales, sintetizados en el Cnyn por los doctores Oscar Raymond y Oscar Jaime Acuña, ahora los investigadores buscan un método para desactivar la toxicidad de los nanomateriales que en el organismo pueden afectar bacterias benéficas.

Otro de los nuevos objetivos que han surgido con los avances de la investigación es comprender la acción de los nanomateriales y su capacidad para modificar la estructura de la biopelícula, lo que permitiría determinar la respuesta defensiva de las bacterias.

“Quizás algunas de ellas empiecen a generar resistencia a los nanomateriales, tal como lo hicieron con los antibióticos. Nos interesa saber cómo se modifica la expresión genética, cómo se defienden las bacterias cambiando la expresión de proteínas relacionadas con respuesta al estrés, a la resistencia a antibióticos y a los mecanismos de detoxificación, como bombas de eflujo”, indicó el doctor Huerta Saquero.

Subrayó que si se logra entender la respuesta de las bacterias a los nanomateriales, se podrán diseñar estrategias para evitar que gradualmente se generen variedades resistentes.

“Lo que nosotros queremos es proponer una alternativa para el tratamiento de este tipo de enfermedades infecciosas, quizás el blanco no es usarlo como los antibióticos que son ingeridos, quizás puede ser usado como preventivo en las granjas de cultivo de mariscos o en alguno de los pasos de la producción de los organismos marinos”, sostuvo.

El cólera es una infección intestinal aguda causada por la ingestión de alimentos o agua contaminados por la bacteria Vibrio cholerae. Tiene un periodo de incubación corto, entre menos de un día y cinco días, y la bacteria produce una enterotoxina que causa una diarrea copiosa, indolora y acuosa que puede conducir con rapidez a una deshidratación grave y a la muerte, si no se trata prontamente.

La mayoría de las personas infectadas por V. cholerae no presentan síntomas, aunque la bacteria esté presente en sus heces desde uno a 10 días después de contraer la infección, con el consiguiente riesgo de infección para otras personas.

El cólera representa todavía una amenaza mundial y es un indicador fundamental del grado de desarrollo social. Si bien no supone una amenaza para los países que garantizan una mínima higiene, la enfermedad sigue siendo un reto para los países que no pueden asegurar el acceso a agua potable y un saneamiento adecuado. Casi todos los países en desarrollo tienen que hacer frente a brotes de cólera o a la amenaza de una epidemia de la enfermedad.

 

Las personas están generando más residuos plásticos que nunca, a nivel mundial. Pocos plásticos son reciclados, y la gran cantidad que tiramos es bastante alarmante. La realidad es que los envases son la principal fuente de los residuos plásticos, la mayor parte de los alimentos que consumimos están envueltos en plástico como la carne, el queso y la mayoría de los aperitivos.

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El patógeno transmitido por los alimentos Escherichia coli O157 causa un estimado de 73.000 enfermedades y 60 muertes cada año en los Estados Unidos. Mejores pruebas de seguridad podrían ayudar a evitar algunas de las enfermedades causadas por esta cepa de E. coli y otras bacterias dañinas, según investigadores del MIT que han presentado una posible nueva solución.

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La contaminación del agua, aire y suelo por metales pesados es uno de los problemas ambientales más severos, además de ser muy difícil de resolver. El cadmio es una sustancia que se encuentra en forma natural en la corteza terrestre, puede convertirse en contaminante si su distribución en el ambiente es alterado debido a actividades humanas. En Ecuador las principales fuentes de contaminación son: baterías, pilas, pigmentos y estabilizadores en plástico y PVC,

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