En la periodontitis, la presencia de biopelículas bacterianas en las bolsas periodontales dificulta la acción sostenida de los tratamientos antimicrobianos. Las comunidades bacterianas presentes en estas estructuras incluyen especies como Porphyromonas gingivalis y Fusobacterium nucleatum. La anatomía estrecha e irregular de las bolsas periodontales, junto con la acción continuada de la saliva y del líquido crevicular gingival, puede limitar la retención de los agentes antimicrobianos y su penetración en las biopelículas maduras.
El abordaje clínico actual se fundamenta principalmente en el desbridamiento mecánico y la administración local de antimicrobianos. Sin embargo, la tolerancia de las biopelículas maduras, la penetración insuficiente de los agentes antimicrobianos y el posible desarrollo de resistencias pueden limitar la eficacia de estas estrategias.
Además, la infección persistente puede mantener alteraciones en el metabolismo de las células inmunitarias. En condiciones inflamatorias, los macrófagos pueden modificar su metabolismo energético y pasar de la fosforilación oxidativa mitocondrial hacia una mayor dependencia de la glucólisis. Este proceso se acompaña de acumulación de especies reactivas de oxígeno y liberación de mediadores proinflamatorios, favoreciendo la polarización hacia un fenotipo M1 y contribuyendo a la resorción ósea inflamatoria.
En este contexto, un equipo dirigido por Lin Quan y Zhou Yanmin, de la Universidad de Jilin, desarrolló un hidrogel compuesto inyectable denominado GQM. El material está constituido por goma gellan oxidada (OG), quitosano cuaternizado (QCS) y nanohojas de MXene modificadas con ácido tánico-magnesio (MTA-Mg).
La formación de enlaces imina dinámicos entre la goma gellan oxidada y el quitosano cuaternizado proporciona al hidrogel propiedades de inyectabilidad, autorreparación y adaptación a espacios irregulares. Estas características permiten su aplicación en las bolsas periodontales y favorecen la retención y liberación estable del componente MTA-Mg.
El efecto antibacteriano del GQM se basa en la combinación de mecanismos electrostáticos y fototérmicos. Los grupos de amonio cuaternario presentes en el QCS pueden interactuar con componentes aniónicos de las membranas bacterianas y de las matrices de las biopelículas, alterando su integridad. Paralelamente, las nanohojas MTA-Mg producen un efecto fototérmico moderado cuando son irradiadas con luz infrarroja cercana a 808 nanómetros, contribuyendo a la desestructuración de las biopelículas.
El hidrogel también incorpora un mecanismo dirigido al microambiente inmunometabólico. Según los investigadores, las nanohojas de MXene actúan como canales para la transferencia electrónica, mientras que el ciclo redox de los taninos y la coordinación con iones de magnesio contribuyen a estabilizar la interfaz del material.
Este proceso favorece la recuperación del equilibrio NAD⁺/NADH en los macrófagos inflamados y la reactivación de la cadena respiratoria mitocondrial. El incremento de la fosforilación oxidativa se asocia con el cambio de los macrófagos desde un fenotipo M1 proinflamatorio hacia un fenotipo M2 relacionado con procesos reparadores.
El trabajo, titulado MXene-based hydrogel interrupts bacterial biofilms and reprograms immune cell metabolism through photothermal electron transfer effects to reverse bone resorption in periodontitis, fue publicado el 3 de julio de 2026 en Nano Research.
