Síntesis biogénica de nanopartículas metálicas : estudio de sus condiciones de producción, caracterización y aplicaciones biotecnológicas

Resumen

La nanotecnología ha revolucionado múltiples disciplinas científicas gracias a la posibilidad de diseñar materiales con propiedades físicoquímicas únicas. En este contexto, las nanopartículas (NPs) metálicas, y en particular las de plata (AgNPs), han cobrado gran interés por sus aplicaciones en áreas como la medicina, agricultura y medioambiente, entre otras. La biosíntesis de estas AgNPs, basada en el uso de extractos biológicos, representa una alternativa ecológica y sostenible en comparación con los métodos físicoquímicos tradicionales, ya que evita el uso de reactivos tóxicos, requiere menos energía y genera productos biocompatibles. El presente trabajo de tesis doctoral aborda la biosíntesis de AgNPs utilizando cepas del género Streptomyces, conocidas por su tolerancia a metales pesados y su capacidad de producir compuestos bioactivos. Se evaluaron siete cepas, destacándose Streptomyces sp. M7 y Streptomyces sp. Z38 por su capacidad de síntesis de AgNPs. Las mismas fueron caracterizadas mediante diferentes técnicas: espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de rayos X por energía dispersiva (EDS), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR- ATR), espectroscopía Raman, análisis termogravimétrico (TGA), dispersión dinámica de la luz (DLS) y medición del Potencial Zeta, realizando un exhaustivo estudio de su morfología, tamaño, estabilidad y composición. Además, se identificaron proteínas asociadas a las AgNPs mediante espectrometría de masas, y se modelaron sus interacciones con las superficies metálicas. La funcionalización natural de las NPs dada por biomoléculas microbianas asociadas a su superficie, evidenció sus propiedades bioactivas en ensayos de actividad antimicrobiana y de promoción del crecimiento vegetal. Las AgNPs biogénicas presentaron una fuerte actividad antimicrobiana frente a bacterias multirresistentes, resaltando sus potencialidades como agentes antimicrobianos alternativos en un contexto global marcado por la creciente resistencia a los antibióticos convencionales. Asimismo, presentaron un efecto positivo notable sobre plantas de maíz desarrolladas bajo condiciones de estrés salino, mejorando significativamente su crecimiento y reduciendo el daño oxidativo. Se analizó adicionalmente la calidad del suelo post- aplicación, sugiriendo un impacto ambiental positivo debido a la mejora del metabolismo general de la microbiota edáfica, resaltando el potencial de las AgNPs biogénicas como una herramienta para mejorar la tolerancia de cultivos a condiciones adversas, sin comprometer la microbiota del suelo. Este trabajo destaca el potencial biotecnológico del uso de actinobacterias para la producción sostenible de AgNPs con potenciales aplicaciones en los sectores biomédico y agrícola.

Materias