Bioenginyeria per a vèncer les infeccions bacterianes més resistents i mortals

Un equip internacional, en el qual participen investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), duu a terme un estudi que obre la porta a una nova teràpia capaç d’eliminar de manera ràpida i eficaç les infeccions de bacteris intracel·lulars, les més resistents a la maquinària immunològica.

Aquesta teràpia, basada en vesícules sintètiques, reduiria considerablement la dosi i durada dels tractaments antimicrobians, disminuint així el perill a generar resistència als antibiòtics per part de patògens com el que provoca la tuberculosi.

Read more…

Encara en temps de coronavirus, la tuberculosi continua sent la malaltia infecciosa més letal a tot el món. S’estima que un terç de la població es veu afectada pel Mycobacterium tuberculosis, el bacteri responsable de la tuberculosi. I que, a l’any, moren una mitjana d’1,8 milions de persones en tot el planeta per culpa d’aquesta malaltia. El secret de l’èxit de bacteris com el causant de la tuberculosi resideix en la seva capacitat per a burlar al sistema immunològic. La seva estratègia consisteix a amagar-se a l’interior dels macròfags, les cèl·lules del sistema immunitari especialitzades en la lluita contra patògens. Així doncs, aquestes cèl·lules defensores passen de ser agents protectors a refugis de bacteris de manera que afavoreixen la infecció en comptes de combatre-la. És el que es coneix com la “paradoxa del macròfag”, una paradoxa que succeeix davant d’infeccions originades pels denominats bacteris intracel·lulars. 

Ara, un estudi liderat pels professors Giuseppe Battaglia i Loris Rizzello de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) juntament amb investigacions de diverses institucions internacionals, ha demostrat la capacitat d’unes vesícules sintètiques de penetrar en els macròfags i alliberar fàrmacs de manera específica per aconseguir rebaixar i fins i tot eliminar, en alguns casos, la infecció. El treball, publicat a la revista ACS Nano, exposa l’eficàcia d’aquesta teràpia en la reducció de la càrrega bacteriana en macròfags infectats per Mycobacterium tuberculosis, així com també d´altres patògens intracel·lulars. De forma remarcable, es va poder arribar a l’erradicació total del patògens segons la combinació de fàrmacs, tant en experiments in vitro, amb cèl·lules humanes, com in vivo, emprant el peix zebra com a model animal.

Una teràpia més ràpida, eficaç i segura

Els polimerosomes PMPC-PDPA són unes vesícules nanoscòpiques sintètiques que contenen medicaments encapsulats en el seu interior. En contacte amb els macròfags, aquestes vesícules són fagocitades i, una vegada a l’espai intracel·lular, alliberen els corresponents fàrmacs. L’estudi demostra, d’una banda, l’efectivitat d’aquestes vesícules en ocupar l’interior dels macròfags – aquest procés es produeix en qüestió de minuts – i, d’altra banda, l’especificitat a l’hora d’alliberar la càrrega farmacològica. Els polimerosomes són altament estables en condicions de pH fisiològic (pH de 7,4) de manera que, quan es troben circulant per l’organisme, no són capaços d’alliberar el medicament que tanquen en el seu interior. En canvi, la baixada de pH del medi intracel·lular promou l’activació farmacològica, evitant així una distribució no desitjada d’antibiòtic en altres llocs del cos humà. 

Finalment, l’estudi també corrobora la seguretat de l’enfocament terapèutic pel que fa als possibles canvis que aquest mecanisme pogués generar en el metabolisme cel·lular dels macròfags. De fet, els experts no van observar cap diferència entre macròfags tractats amb polimerosomes i macròfags sense tractar. Tampoc es va detectar una resposta inflamatòria davant l’elevada concentració de polimerosomes, confirmant així la innocuïtat de la teràpia. 

Desmuntant la resistència antibiòtica dels bacteris intracel·lulars

En l’actualitat, la teràpia més emprada per a lluitar contra malalties com la tuberculosi consisteix en l’administració combinada d’una elevada quantitat d’antibiòtics durant un llarg període de temps, que oscil·la entre els 6 i 9 mesos. Els tractaments existents fomenten, així, l’aparició de bacteris multiresistents capaços de sobreviure davant de l’acció dels antibiòtics i, per tant, entorpeixen, a llarg termini, l’erradicació d’infeccions per bacteris intracel·lulars. 

Aquesta realitat posa de manifest la necessitat de trobar solucions alternatives més eficaces alhora que ràpides, com la que es descriu en aquest article. De fet, l’equip d’experts constata en el seu estudi com la teràpia amb vesícules sintètiques requereix dosis molt inferiors a les habituals per a obtenir els mateixos resultats que en tractaments tradicionals. Una troballa molt prometedora per a vèncer infeccions tan letals com la tuberculosi alhora que s’aborda una de les majors amenaces per a la salut global: la resistència als antibiòtics dels bacteris intracel·lulars. 


Article de referènciaF. 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 contacte per premsagorts@ibecbarcelona.eu