Diseñan píldoras vivas para acabar con las infecciones respiratorias resistentes
En la lista de bacterias que la OMS considera ms peligrosas para la salud humana, Pseudomonas aeruginosa ocupa un lugar privilegiado. Este microbio, que puede provocar infecciones respiratorias graves, ha conseguido hacerse resistente a un gran nmero de tratamientos y es especialista en colonizar dispositivos mdicos implantados y crear en ellos biofilms, estructuras microbianas que, como si de un parapeto se trataran, impiden la accin de cualquier ataque. Supone una verdadera amenaza, por lo que es fundamental encontrar armas efectivas para hacerle frente.
Un equipo de investigadores espaoles ha conseguido desarrollar una estrategia original y prometedora contra esta bacteria y su tipo de resistencia. Su abordaje no se basa en una nueva formulacin farmacolgica con capacidad antimicrobiana, sino que pasa por ‘reclutar’ a otras bacterias que, como mercenarias, ayuden a combatir el problema. En lugar de contribuir a la infeccin, estos microbios ‘reconvertidos’ luchan contra ella, la eliminan.
Mediante manipulacin gentica, este equipo liderado desde el Centro de Regulacin Genmica de Barcelona (CRG) ha creado una versin de la bacteria Mycoplasma pneumonia que, por las modificaciones realizadas, no tiene ninguna capacidad de causar enfermedad y, sin embargo, s puede combatir a P. aeruginosa.
«El principal problema de las resistencias son las biopelculas o biofilms, que son estas capas de bacterias que crecen y evitan que los antibiticos puedan atravesarlas y actuar, Uno de los principales afectados son los pacientes que estn en la UCI y han sido intubados. Nuestro trabajo ha demostrado que la bacteria modificada es capaz de actuar como una ‘pldora viva’ que disuelve las biopelculas y permite rescatar antibiticos que actualmente no estn funcionando», explica Mara Lluch, coautora principal del estudio.
Para saber ms
Las bacterias ‘mercenarias’ combaten a P. aeruginosa por varios frentes. Por un lado, provocan agujeros en los biofilms para romper el escudo protector que utiliza el patgeno. Pero, adems, tambin producen agentes que lisan esas bacterias patgenas. «Y se pueden combinar con antibiticos que no estaban funcionando en clnica y que pueden recuperar su accin», lo que completa la estrategia de ataque, explica Lluch, que tambin es la directora cientfica de la ‘spin-off’ Pulmobiotics e investiga en la Universidad Internacional de Catalua.
En un experimento en ratones, el tratamiento consigui reducir de forma significativa infecciones pulmonares provocadas por P. aeruginosa tal y como publican los autores en la revista Nature Biotechnology .
En concreto, el tratamiento duplic la tasa de supervivencia de los animales tratados con respecto a los que no recibieron la terapia. La administracin, que se realiza por inhalacin, no provoc toxicidad en los pulmones. Adems, los investigadores comprobaron que la bacteria modificada fue eliminada por el sistema inmunitario en un plazo de cuatro das tras realizar su funcin.
Hace ms de 20 aos que el equipo, a raz de la idea del investigador Luis Serrano, comenz a trabajar con M. pneumoniae, una de las bacterias con un genoma ms pequeo, lo que ofrece importantes ventajas, seala Lluch. Por un lado, el microorganismo es ms fcil de manipular genticamente que otros patgenos. Pero, adems, el hecho de que carezca de pared celular facilita la administracin de enzimas teraputicas y contribuye a lisis de bacterias que s la tienen. No hay posibilidad, por otro lado, de que esta bacteria transfiera los genes modificados a otros microbios, subraya la investigadora.
Adems, es una bacteria adaptada de forma natural al tejido pulmonar, por lo que es una candidata ideal para tratar enfermedades respiratorias.
«Durante ms de 20 aos hemos estado caracterizado esta bacteria para entender todas sus particularidades. Con esa informacin hemos ido desarrollando herramientas que nos han permitido eliminar todos los genes que producen enfermedad y disear una estrategia para que sea capaz de estar en el pulmn durante unos das produciendo agentes teraputicos de manera continua hasta que es eliminada completamente por el sistema inmunitario», aade Lluch, que confa en el amplio abanico de posibilidades teraputicas que puede abrir esta estrategia.
Uno de los prximos pasos de la investigacin ser realizar ms pruebas para corroborar la utilidad de esta pldora viva en el tratamiento de la neumona asociada al ventilador, un problema que afecta hasta a uno de cada cuatro pacientes intubados y provoca la muerte a uno de cada ocho afectados. Esta neumona se produce por la proliferacin de biofilm en la superfice de los tubos endotraqueales que se requieren para la ventilacin mecnica.
Pero adems, el equipo tambin quiere explorar las posibilidades del abordaje teraputico frente a otros problemas.
«Los estudios realizados nos han permitido desarrollar una prueba de concepto de que esta bacteria puede usarse como pldora viva para producir de manera continua local en el pulmn diferentes agentes teraputicos. Tenemos en nuestras manos la posibilidad de disear terapias contra enfermedades otras enfermedades complejas, como el cncer de pulmn o el asma», explica Lluch.
Segn explica la investigadora, la bacteria puede modificarse para que produzca diferentes agentes teraputicos. «En cncer de pulmn hay pacientes que son resistentes a la inmunoterapia. Nosotros queremos explorar modos de rescatar a esos pacientes, estimulando su respuesta inmune«, explica.
El tratamiento se administrara a travs de un nebulizador, de manera inhalada, lo que permite dirigir la terapia al pulmn de una forma mucho ms precisa, seala Lluch.
Por otro lado, aade, las herramientas de modificacin gentica desarrolladas con M. pneumoniae tambin podran ser extrapolables a otras bacterias, lo que permitira ampliar el nmero y espectro de posibles microbios mercenarios, diseados especficamente para ayudarnos a combatir las infecciones.
Son muchos los caminos por explorar, para lo que el equipo necesita financiacin. «La inversin que se necesita para continuar investigando, pasar la fase regulatoria y completar la clnica es elevada», seala Lluch. El equipo tiene previsto iniciar una ronda de inversin en los prximos meses.
Hasta el momento, la investigacin cuenta con el apoyo de la Fundacin «la Caixa» a travs de la convocatoria CaixaResearch Health. El estudio ha sido liderado por el Centro de Regulacin Genmica (CRG) y Pulmobiotics en colaboracin con el Institut d’Investigacions Biomdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), el Hospital Clnic de Barcelona y el Instituto de Agrobiotecnologa (IdAB), un instituto de investigacin del CSIC y el gobierno de Navarra.
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