El tratamiento práctico disuelve las biopelículas resistentes a los antibióticos en ratones

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Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) y Pulmobiotics SL han creado la primera «medicina viva» para tratar las bacterias resistentes a los antibióticos que crecen en las superficies de los implantes médicos. Los investigadores crearon el tratamiento eliminando la capacidad de una bacteria común de causar enfermedades y reutilizándola para atacar microbios dañinos.

El tratamiento experimental se probó en catéteres infectados. in vitro, ex vivo Y en vivo, tratando con éxito las infecciones con los tres métodos de prueba. Según los autores, inyectar la terapia debajo de la piel de los ratones curó las infecciones en el 82 por ciento de los animales tratados.

Los hallazgos son un primer paso importante en el desarrollo de nuevos tratamientos para las infecciones que afectan a los implantes médicos, como catéteres, marcapasos y reemplazos de articulaciones. Estos son muy resistentes a los antibióticos y representan el 80% de todas las infecciones adquiridas en el hospital.

El estudio se publica hoy en la revista Biología de sistemas moleculares. Este trabajo ha contado con el apoyo de la Obra Social «la Caixa» a través de la convocatoria CaixaResearch Health, el Consejo Europeo de Investigación (ERC), el proyecto MycoSynVac del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la UE, la Generalitat de Catalunya y el Instituto de Salud Carlos III .

El nuevo tratamiento se dirige específicamente a las biopelículas, colonias de células bacterianas que se adhieren entre sí en una superficie. Las superficies de los implantes médicos son las condiciones ideales para el crecimiento de las biopelículas, donde forman estructuras impenetrables que evitan que los antibióticos o el sistema inmunológico humano destruyan las bacterias incrustadas en su interior. Las bacterias asociadas con la biopelícula pueden ser mil veces más resistentes a los antibióticos que las bacterias que flotan libremente.

Staphylococcus aureus es una de las especies más comunes de bacterias asociadas a biopelículas. S. aureus Las infecciones no responden a los antibióticos convencionales, lo que requiere que los pacientes eliminen quirúrgicamente cualquier implante médico infectado. Las terapias alternativas incluyen el uso de anticuerpos o enzimas, pero estos son tratamientos de amplio espectro que son altamente tóxicos para los tejidos y células normales y causan efectos secundarios no deseados.

Los autores del estudio plantearon la hipótesis de que la introducción de organismos vivos que producen enzimas directamente en las proximidades de las biopelículas es una forma más segura y económica de tratar las infecciones. Las bacterias son un vector ideal, ya que tienen pequeños genomas que pueden modificarse mediante una simple manipulación genética.

Los investigadores eligieron diseñar Mycoplasma pneumoniae, una especie común de bacteria que carece de pared celular, lo que facilita la liberación de moléculas terapéuticas que combaten las infecciones al tiempo que ayuda a evadir la detección por parte del sistema inmunológico humano. Otros beneficios de usar M. pneumoniae como vector incluyen su bajo riesgo de mutaciones nuevas y su incapacidad para transferir cualquiera de sus genes modificados a otros microbios que vivan cerca.

M. pneumoniae Primero se modificó para que no causara enfermedad. Otras modificaciones hicieron que produjera dos enzimas diferentes que disuelven las biopelículas y atacan las paredes celulares de las bacterias incrustadas en su interior. Los investigadores también modificaron las bacterias para que secretaran enzimas antimicrobianas de manera más eficiente.

Los investigadores primero apuntan a usar las bacterias modificadas para tratar las biopelículas que se forman alrededor de los tubos respiratorios, como M. pneumoniae está naturalmente adaptado al pulmón. «Nuestra tecnología, basada en biología sintética y bioterapia viva, ha sido diseñada para cumplir con todos los estándares de seguridad y eficacia para su aplicación en el pulmón, siendo las enfermedades respiratorias uno de los primeros objetivos. Nuestro próximo desafío es abordarlas. Fabricación a gran escala y producción, y planeamos comenzar los ensayos clínicos en 2023 «, dice María Lluch, autora del estudio y directora científica de Pulmobiotics.

Las bacterias modificadas también pueden tener aplicaciones a largo plazo para otras enfermedades. “Las bacterias son vehículos ideales para la ‘medicina viva’ porque pueden transportar cualquier proteína terapéutica para tratar el origen de una enfermedad. Una de las grandes ventajas de la tecnología es que una vez que llegan a su destino, los vectores bacterianos ofrecen una producción continua y localizada. de la molécula terapéutica. Como cualquier vehículo, nuestras bacterias pueden modificarse con diferentes cargas útiles que se dirigen a diferentes enfermedades, con potencialmente más aplicaciones en el futuro «, dice el profesor Luis Serrano, director de CRG y coautor del estudio.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Centro de Regulación Genómica. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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