Bioingeniería contra las infecciones bacterianas más resistentes y mortales

Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) lleva a cabo un estudio que abre la puerta a una nueva terapia capaz de eliminar de manera rápida, y eficaz, infecciones de bacterias intracelulares, las más resistentes a la maquinaria inmunológica.

Esta terapia, basada en vesículas sintéticas, reduciría considerablemente la dosis y duración de los tratamientos antimicrobianos, disminuyendo así el peligro a generar resistencia a los antibióticos de patógenos como los causantes de la tuberculosis.

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Incluso en tiempos de coronavirus, la tuberculosis sigue siendo la enfermedad infecciosa más letal de todo el mundo. Se estima que un tercio de la población se ve afectada por la Mycobacterium tuberculosis, la bacteria responsable de la tuberculosis y que, al año, mueren una media de 1,8 millones de personas en todo el planeta por culpa de esta enfermedad. Esecreto del éxito de bacterias como la causante de la tuberculosis reside en su capacidad para burlar al sistema inmunológico. Su estrategia consiste en esconderse en el interior de los macrófagos, las células del sistema inmunitario especializadas en la lucha contra patógenosAsí pues, estas células defensoras pasan de ser agentes protectores a refugios de bacterias de forma que favorecen la infección en vez de combatirla. Es lo que se conoce como la “paradoja del macrófago”, una paradoja que ocurre ante infecciones originadas por las denominadas bacterias intracelulares. 

Ahora, un estudio liderado por los Profesores Giuseppe Battaglia y Loris Rizzello del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), ha demostrado la capacidad de unas vesículas sintéticas de penetrar en los macrófagos y liberar fármacos de manera específica contra patógenos como Mycobacterium tuberculosis y Staphylococcus aureusEl trabajo, publicado en la revista ACS Nano expone la eficacia de esta terapia en la reducción de la carga bacteriana en macrófagos infectados, pudiendo llegar a la erradicación total, según la combinación de fármacos, tanto en experimentos in vitro con células humanas, como in vivo empleando el pez cebra como modelo animal. 

Una terapia más rápida, eficaz y segura

Los llamados polimersomas PMPC-PDPA son unas vesículas nanoscópicas sintéticas que contienen medicamentos encapsulados en su interior. En contacto con los macrófagos, estas vesículas son fagocitadas yuna vez en el espacio intracelular, liberan los correspondientes fármacos. El estudio demuestra, por un lado, la efectividad de estas vesículas en ocupar el interior de los macrófagos – este proceso se produce en cuestión de minutos– y, por otro lado, la especificidad a la hora de liberar la carga farmacológica. Lopolimersomas son altamente estables en condiciones de pH fisiológico (pH de 7,4) de manera que, cuando se encuentran circulando por el organismo, no son capaces de liberar el medicamento que encierran en su interior. En cambio, la bajada de pH del medio intracelular promueve la activación farmacológica, evitando así una distribución no deseada de antibiótico en otros lugares del cuerpo humano 

Por último, el estudio también corrobora la seguridad del enfoque terapéutico en lo que respecta a los posibles cambios que este mecanismo pudiera generar en el metabolismo celular de los macrófagosDe hecho, los expertos no observaron ninguna diferencia entre macrófagos tratados con polimersomas y macrófagos sin tratar. Tampoco se detectó una respuesta inflamatoria ante la elevada concentración de polimersomas, confirmando así la inocuidad de la terapia 

Desmontando la resistencia antibiótica de las bacterias intracelulares

En la actualidad, la terapia más empleada para luchar contra enfermedades como la tuberculosis consiste en la administración combinada de una elevada cantidad de antibióticos durante un largo periodo de tiempo, que oscila entre los 6 y 9 meses. Los tratamientos existentes fomentan, así, la aparición de bacterias multirresistentes capaces de sobrevivir ante la acción de los antibióticos. Y, por tanto, entorpecen a largo plazo la erradicación de infecciones por bacterias intracelulares. 

Esta realidad pone de manifiesto la necesidad de encontrar soluciones alternativas más eficaces, a la vez que rápidascomo la que se describe en este artículo. De hecho, el equipo de expertos constata en su estudio que la terapia con vesículas sintéticas precisa de dosis muy inferiores a las habituales para obtener los mismos resultados que en tratamientos tradicionales. En conclusión, este es un hallazgo muy prometedor para vencer infecciones tan letales como la tuberculosis, a la vez que se aborda una de las mayores amenazas para la salud global: la resistencia a los antibióticos de las bacterias intracelulares. 


Artículo de referenciaF. Fenaroli, J. D. Robertson, E. Scarpa, V. M. Gouveia, C. Di Guglielmo, C. De Pace, Ph. M. Elks, A. Poma, D. Evangelopoulos, J. Ortiz Canseco, H. M. Marriott, D. H. Dockrell, S. J. Foster, T. McHugh, S. A. Renshaw, J. Samitier Martí, G. Battaglia and L. Rizzello. Polymersomes eradicating intracellular bacteria, ACS Nano, 2020. 

Persona de contacto para prensagorts@ibecbarcelona.eu