Poner los patógenos en silencio
Los investigadores desarrollan una nueva estrategia para tratar los gérmenes hospitalarios
La bacteria Pseudomonas aeruginosa es una de las causas más comunes de neumonía y supone un gran reto para los hospitales de todo el mundo. El tratamiento de las infecciones por Pseudomonas aeruginosa suele ser un reto porque la bacteria forma las llamadas biopelículas, que la protegen de los fármacos. El Dr. Martin Empting y su equipo, en colaboración con varios grupos del Instituto Helmholtz de Investigación Farmacéutica del Sarre (HIPS), han desarrollado ahora un método innovador para interrumpir la formación de estas biopelículas y facilitar así el tratamiento de las infecciones por Pseudomonas aeruginosa.
Las nanopartículas cargadas con un inhibidor de quórum (QSI) y el antibiótico estándar tobramicina erradican las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa. El QSI altera específicamente la regulación de los rasgos que determinan la patogenicidad y, por tanto, potencia la eficacia de los antibióticos contra esta bacteria, que de otro modo sería recalcitrante.
© Martin Empting/HIPS
Pseudomonas aeruginosa es capaz de colonizar casi todas las partes del cuerpo humano, lo que la convierte en el agente causante de una amplia gama de enfermedades infecciosas. La razón del éxito de la bacteria radica, entre otras cosas, en su capacidad para producir y establecerse en biopelículas. Estas biopelículas están formadas por una mezcla de diferentes biomoléculas, como azúcares, proteínas y lípidos, y proporcionan al patógeno protección contra el sistema inmunitario humano y los antibióticos. Además, la resistencia a tres o más clases de antibióticos de uso común se da en alrededor del diez por ciento de todas las infecciones por Pseudomonas en la UE, lo que agrava aún más la situación.
Para hacer frente a la necesidad resultante de estrategias y opciones de tratamiento innovadoras, los investigadores del HIPS, una sede del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) en colaboración con la Universidad de Saarland, han desarrollado ahora una estrategia prometedora. En lugar de matar directamente a las bacterias causantes de la enfermedad, simplemente se las "desarma". En este caso concreto, significa que se bloquea la comunicación entre las distintas bacterias. Martin Empting, director del estudio en el HIPS, afirma: "Pseudomonas aeruginosa sólo forma biopelículas y grandes cantidades de moléculas patógenas cuando se junta un número suficiente de bacterias. Para percibir cuándo se alcanza este punto, los patógenos necesitan comunicarse entre sí. Nuestros compuestos recién desarrollados se dirigen a la proteína PqsR, un componente clave del sistema de comunicación de Pseudomonas aeruginosa, interrumpiendo así la formación tanto de la biopelícula como de algunas toxinas bacterianas".
Si las bacterias ya no pueden producir una biopelícula, son más accesibles, tanto para las células del sistema inmunitario humano como para los antibióticos convencionales. El equipo de Martin Empting pudo demostrar esto último en su estudio, que se ha publicado ahora en la revista Advanced Science. Cuando los nuevos inhibidores de PqsR se administran junto con el antibiótico tobramicina en una formulación de nanopartículas hecha a medida, la dosis de antibiótico necesaria para erradicar la biopelícula se reduce más de 30 veces. "A fin de cuentas, un fármaco es mucho más que el principio activo", afirma el profesor Claus-Michael Lehr, jefe del departamento de Transporte de Fármacos a través de Barreras Biológicas. "Esta sustancia debe llegar a su lugar de acción de forma selectiva y en altas concentraciones; de lo contrario, puede promover efectos adversos y, sobre todo, el desarrollo de resistencias. Para ello, hay que superar varias barreras biológicas, como en este caso los pulmones, el biofilm formado por las bacterias, pero también la pared celular bacteriana. Aquí es donde los nanotransportadores pueden hacer una contribución significativa".
Además de la potente actividad de las moléculas desarrolladas, los investigadores también pusieron especial atención en su tolerabilidad. "Una parte importante de nuestro trabajo es identificar los posibles efectos secundarios lo antes posible y evitarlos mediante la modificación química selectiva de las sustancias desarrolladas", afirma la profesora Anna Hirsch, jefa del departamento de Diseño y Optimización de Fármacos del HIPS. "Una buena eficacia es sólo la mitad de la historia. Puesto que queremos llevar nuestras moléculas a la aplicación clínica, debemos vigilar siempre cómo se comportan las sustancias en el organismo y optimizarlas al máximo. El lugar del cuerpo donde se necesitan las sustancias también juega un papel importante". Según los últimos resultados, los nuevos compuestos presentan un gran potencial de aplicación en las infecciones pulmonares.
El profesor Rolf Müller, director general de HIPS y jefe del Departamento de Productos Naturales Microbianos, también ve un gran potencial en las sustancias desarrolladas: "Estas nuevas moléculas constituyen un enfoque excelente e innovador en la lucha contra los patógenos resistentes y las enfermedades infecciosas en general. Como no matan directamente a los patógenos, la presión de selección es mucho menor. Esto nos da la esperanza de que la resistencia se desarrolle mucho más lentamente en comparación con los antibióticos".
El potencial de este tipo de sustancias "desarmantes", también denominadas patobloqueantes, también ha sido reconocido por la organización de financiación estadounidense CARB-X, que ha financiado el trabajo de Anna Hirsch en este campo desde finales de 2020 con una subvención que asciende a 1,46 millones de euros.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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