Un nuevo gel antibacterial podría revolucionar el tratamiento de las infecciones de superbacteria

En un artículo exclusivo para invitados Noticias médicas hoyEl Dr. Garry Laverty, PhD, de la Escuela de Farmacia de la Queen's University Belfast en Irlanda, detalla cómo él y su equipo han creado un gel peptídico que muestra resultados prometedores contra las supuestas infecciones por superbacterias, lo que podría revolucionar el tratamiento de infecciones.
Pseudomonas aeruginosa, que se muestra aquí adjunta a la superficie de un implante, es uno de los muchos microorganismos resistentes.
Crédito de la imagen: Dr. Laverty

La resistencia a los antimicrobianos es uno de los problemas más urgentes que afectan a la sociedad, y provoca al menos 700,000 muertes en el mundo por año. Como destacó la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2014, aumentan las preocupaciones con respecto a la mayor resistencia de los microorganismos a las terapias actuales.

Un reciente informe del gobierno del Reino Unido describió que sin una inversión significativa en nuevas terapias, este total aumentaría a más de 10 millones de muertes para 2050, una cifra mayor que el cáncer.

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) estiman que las bacterias resistentes a los medicamentos causan 2 millones de enfermedades y aproximadamente 23,000 muertes cada año solo en los EE. UU. Reconociendo la grave amenaza para la sociedad, el gobierno de los EE. UU. Lanzó en 2015 un plan de acción nacional por valor de $ 1.2 mil millones en 5 años, destinado a combatir las bacterias resistentes a los antibióticos.

El descubrimiento de antimicrobianos fue responsable de aumentar la seguridad de las intervenciones quirúrgicas, mejorar la atención de la salud, mejorar la calidad de vida y prolongar la vida. Sin embargo, existe un vacío grave en el desarrollo de nuevos fármacos antimicrobianos. Las infecciones resistentes son responsables de las altas tasas de morbilidad y mortalidad, causando un sufrimiento significativo a los pacientes, sus familiares y cuidadores.

El descubrimiento de antimicrobianos fue responsable de la introducción de procedimientos quirúrgicos y el avance de la asistencia sanitaria. A medida que aumenta la resistencia, también lo hace la posibilidad de una edad en la que los procedimientos como los reemplazos de articulaciones, las cesáreas, la quimioterapia, los implantes y la cirugía de trasplante no son posibles y las infecciones simples matan.

El problema de las infecciones resistentes relacionadas con implantes

Particularmente problemático es la creciente prevalencia de infecciones resistentes asociadas con implantes médicos, como reemplazos de cadera, válvulas cardíacas y catéteres.

No solo requieren inserción a través de una operación, por lo que tienen un mayor riesgo de infección de la herida quirúrgica, sino que la superficie del implante también proporciona un entorno óptimo para la fijación de patógenos microbianos.

Los microorganismos colonizan la superficie del implante y se incrustan en una capa protectora viscosa conocida como biofilm. Una vez formados, los microorganismos dentro de la biopelícula están protegidos contra la eliminación mecánica, la depuración inmune y muestran una tolerancia extremadamente alta a los antimicrobianos.

Esto hace que tales infecciones sean difíciles, si no imposibles, de tratar usando agentes antimicrobianos convencionales. Las infecciones asociadas a implantes son, por lo tanto, una gran fuente de infecciones hospitalarias resistentes, lo que contribuye significativamente a la propagación de microorganismos resistentes tales como Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), E. coli, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa.

Investigadores de la Facultad de Farmacia de la Queen's University Belfast en Irlanda del Norte diseñan materiales médicos del futuro basados ??en los componentes naturales de las proteínas y los tejidos: los péptidos.

Los geles peptídicos muestran una actividad prometedora contra las superbacterias

Esta prometedora estrategia ha llevado al desarrollo de un gel a base de péptidos con la capacidad de matar selectivamente a las superbacterias hospitalarias más resistentes, incluido el SARM, E. coli y Pseudomonas.

Los péptidos forman los bloques de construcción naturales del tejido humano y también juegan un papel importante en nuestra respuesta inmune contra la infección. Por lo tanto, son excelentes candidatos para el diseño de terapias innovadoras y ciertamente tienen el potencial de llenar el vacío actual en el desarrollo de medicamentos antimicrobianos.

Infección por superbacterias incluyendo MRSA, E. coli y Pseudomonas puede tomar una variedad de formas, incluso infecciones de piel y tejidos blandos, y en la superficie de implantes médicos, como catéteres y reemplazos de cadera.

Nuestros geles peptídicos muestran una actividad prometedora contra todas las superbacterias probadas y tienen el potencial de revolucionar el tratamiento de tales infecciones. Las propiedades que determinan la capacidad de un péptido para formar un gel son muy similares a los principios que rigen la actividad selectiva de los péptidos antimicrobianos contra la infección. Nuestro objetivo final es contar con una plataforma que responda al desarrollo de infecciones, dirigida selectivamente a los patógenos más resistentes y que proporcione protección a largo plazo en superficies tales como dispositivos médicos implantados.

Gran parte de nuestro trabajo se realizó en colaboración con el grupo de nanomateriales líder en el mundo (el grupo Xu) en la Facultad de Química de la Universidad Brandeis en Waltham, MA. Garry pasó una colocación de investigación en 2013. Dentro de Brandeis, Garry pudo aprender más sobre cómo estos bloques formaban geles similares a los tejidos.

La química detrás de su capacidad para formar geles que imitan el tejido humano y la infección objetivo es emocionante en sí misma, pero el verdadero desafío en el que se centra nuestro grupo es aprovechar su potencial como la próxima generación de terapias para el beneficio de los pacientes en todo el mundo.

Hemos tenido éxito en la producción de una serie de secuencias peptídicas muy cortas que son más fáciles de sintetizar y más rentables, en comparación con proteínas y péptidos más grandes utilizados en toda la investigación biomédica.Son más atractivos para la industria farmacéutica, ya que es más barato ampliar su fabricación y, por lo tanto, es más probable que se traduzcan clínicamente en beneficio de los pacientes.

Nuestro grupo de investigación en Queen's University Belfast está ampliando el alcance de las aplicaciones de sus moléculas para incluir plataformas para fármacos difíciles de administrar, ingeniería de tejidos, cicatrización de heridas, antiinflamatorios y terapias contra el cáncer, con la esperanza de nuevos avances.

Nuestras moléculas tienen muchas ventajas sobre los materiales sintéticos actuales utilizados en el cuidado de la salud. Los péptidos poseen una gran versatilidad química. Esto se demuestra por cómo se aprovechan en la naturaleza. Se pueden utilizar para crear materiales con funcionalidades muy específicas y con la posibilidad de unir una variedad de moléculas, incluidas las drogas. De esta forma estamos diseñando y creando nanomateriales biofuncionales.

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