Científicos del Centro de Regulación Genómica de España, (CRG), en Barcelona, y de su empresa Pulmobiotics S.L. han creado la primera “píldora viva”, en realidad un microbio modificado genéticamente, para tratar bacterias resistentes a los antibióticos que se expanden por las superficies de los implantes médicos.
El equipo científico, que publica los resultados de su trabajo en la revista 'Molecular Systems Biology', ha modificado genéticamente una bacteria que causa enfermedad pulmonar para eliminar su habilidad para resistirse a los antibióticos y transformándola para que ataque a los microbios perjudiciales.
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Infecciones pulmonares
Según ha explicado el director del CRG y coautor del estudio, Luis Serrano, este tratamiento experimental ya se ha probado con éxito en catéteres infectados in vitro, ex vivo e in vivo en ratones y en infecciones pulmonares mediante los tres métodos de prueba.
Serrano explicó que conseguir la bacteria modificada para luchar contra las bacterias que infectan es el resultado de 20 años de investigaciones, que él mismo inició cuando trabajaba en Alemania, y ha destacado que la inoculación de la terapia bajo la piel de los ratones acabó con las infecciones en el 82 por ciento de los animales tratados.
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Aunque hay otros equipos que trabajan en modificar microbios para usarlos en infecciones de piel o cáncer de colon, Serrano ha destacado que este hallazgo es el primero para enfermedad pulmonar, y un primer paso "muy importante" para desarrollar nuevos tratamientos para las infecciones que afectan a los implantes médicos -catéteres, marcapasos e implantes prostéticos-, que son infecciones altamente resistentes a los antibióticos y que causan el 80 por ciento de todas las infecciones contraídas en los hospitales.
El nuevo tratamiento, desarrollado con el apoyo financiero de la Fundación 'la Caixa', el Consejo Europeo de Investigación (ERC), el proyecto MycoSynVac de la Unión Europea, la Generalitat de Cataluña y el Instituto de Salud Carlos III, se dirige específicamente a los biofilms, las películas que pegan sobre una superficie las colonias de células bacterianas para protegerse de los antibióticos.
Implantes médicos
Según Serrano, las superficies de los implantes médicos tienen las condiciones ideales para desarrollar biofilms, donde forman estructuras impenetrables que impiden que los antibióticos o el sistema inmunitario humano destruyan las bacterias que se incrustan.
Los investigadores advierten que las bacterias asociadas a los biofilms pueden ser mil veces más resistentes a los antibióticos que las bacterias libres, como es el caso del Staphylococcus aureus, una de las especies de bacterias más comunes asociadas a biofilms.
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Según los médicos, las infecciones por S. Aureus no responden a los antibióticos convencionales, y es necesario intervenir quirúrgicamente a los pacientes para extraer los implantes médicos infectados o usar alternativas con anticuerpos o enzimas, tratamiento de amplio espectro altamente tóxico para los tejidos y las células sanas con efectos secundarios no deseados.
En esta investigación, la hipótesis de partida consistió en introducir organismos vivos -bacterias- que produjeran enzimas directamente en las inmediaciones de los biofilms como una forma más segura y económica para tratar las infecciones.
Manipulación genética
Serrano ha señalado que "las bacterias son un vector ideal, ya que tienen genomas pequeños que pueden modificarse mediante la simple manipulación genética".
Además, eligieron modificar el Mycoplasma pneumoniae, una especie común de bacterias que afecta al pulmón que no tienen pared celular, lo que permite liberar más fácilmente las moléculas terapéuticas que combaten la infección y, al mismo tiempo, evita su detección por parte del sistema inmunitario humano.
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Los investigadores modificaron el M. pneumoniae para que no causara enfermedades y para que produjera dos enzimas distintas que disuelven los biofilms y atacan las paredes celulares de las bacterias incrustadas.
"Las bacterias son vehículos ideales para la 'medicina viva' porque pueden transportar cualquier proteína terapéutica para tratar la causa de una enfermedad. Uno de los grandes beneficios de la tecnología es que una vez llegan a su destino, los vectores bacterianos ofrecen una producción continuada y localizada de la molécula terapéutica", ha afirmado Serrano.
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Según el director del CRG, "como cualquier vehículo, nuestras bacterias pueden modificarse con cargas distintas dirigidas a enfermedades diferentes, con más aplicaciones potenciales en el futuro".
"Nuestra tecnología, basada en la biología sintética y la bioterapéutica viva, ha sido diseñada para cumplir con todos los estándares de seguridad y eficacia. El próximo reto es abordar la producción y fabricación a gran escala, y se espera comenzar los ensayos clínicos en 2023", anunció Maria Lluch, directora científica de Pulmobiotics.
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