Alargar la vida útil de los antibióticos
Xavier Pujol Gebellí
INNOVACIÓN | NANOMEDICINA | 19/05/2015
El fin de la actual generación de antibióticos parece cercano. Fenómenos como la multirresistencia, cada vez más frecuente, o la pérdida de eficacia cuando las infecciones cronifican, ponen en entredicho las estrategias diseñadas para combatirlas. La ausencia de nuevas moléculas, desde hace al menos dos décadas, agrava una situación ante la que tan solo cabe la alternativa de mejorar la eficiencia de los ya viejos antibióticos con soluciones imaginativas. Este es el caso de la aproximación mediante el uso de nanotecnología que proponen investigadores del IBEC.
Estafilococo resistente a antibiótico | NIAID-NIH
En la lucha contra las infecciones bacterianas se reconocen tres factores recurrentes. La resistencia a los fármacos que se administran para combatir las infecciones que provocan, es el más reconocido de todos y el que mayor preocupación suscita en materia de salud pública. El segundo, tan o más importante que el anterior, es el escaso arsenal disponible, un aspecto que no tiene visos de cambio en un futuro próximo pese al llamamiento de las autoridades sanitarias internacionales. El tercero, menos conocido por la opinión pública pero médicamente de gran relevancia, es la tendencia natural de muchas cepas bacterianas a formar barreras protectoras en forma de biofilm, una fina película que las protege de agresiones externas y favorece su proliferación generando una suerte de resistencia mecánica.
La combinación de los tres factores está llevando a los sistemas sanitarios, no importa si se trata del de un país desarrollado o de otro en desarrollo, a un callejón de salida. La vida útil de los antibióticos, esto es, su eficacia, es cada vez más reducida, lo cual significa inevitablemente que la lucha contra las infecciones se está complicando a pasos agigantados. Si no surgen nuevos antibióticos la pregunta es obvia: ¿se puede mejorar la eficacia de los ya disponibles?
La respuesta es sí. Eduard Torrents, microbiólogo del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), centro acreditado con la marca Severo Ochoa de excelencia científica, acaba de verificarlo en un trabajo conjunto con Elisabeth Engel, nanotecnóloga en el ámbito de medicina regenerativa de la misma institución. El trabajo de ambos científicos ha culminado en forma de nanomoléculas de un antibiótico comercial capaces de adherirse a un biofilm bacteriano y liberar el bactericida.
Nueva aproximación
Torrents lidera el grupo de Infecciones Bacterianas y Terapias Antimicrobianas y su objetivo es identificar algún mecanismo para el que no hay tratamiento en una infección bacteriana. Su aproximación corresponde al ámbito de la nanomedicina, desde donde espera dar con respuestas a problemas difícilmente abordables desde la óptica de la práctica clínica convencional. Engel dirige el grupo de Biomateriales para Medicina Regenerativa y, entre otras capacidades, desarrolla la de producción de nanopartículas.
El trabajo de ambos investigadores está focalizado en la búsqueda de nuevas estrategias para combatir infecciones crónicas. En particular, las causadas por Pseudomonas aeruginosa, que infecta principalmente pulmones y vías aéreas provocando neumonía y otras sepsis de mayor o menor gravedad. El buen resultado obtenido ha impulsado el inicio de una estrategia similar para Staphylococcus aureus, responsable, entre otras, de neumonías, endocarditis y sepsis igualmente grave. Además de infecciones menores.
«Lo que se pretende, y se ha logrado ya para Pseudomonas, es inhibir la acción de la bacteria cuando está formando el biofilm, que impide la penetración de antibióticos.»
Pseudomonas en una imagen de microscopio elecrónico | CDC
En ambos casos, lo que se pretende, y se ha logrado ya para Pseudomonas, es inhibir la acción de la bacteria cuando está formando el biofilm, que impide la penetración de antibióticos. «Es un mecanismo de resistencia física, mecánico», señala Torrents. El biofilm impide también la entrada de las células del sistema inmunitario, por lo que tras su formación, las bacterias proliferan sin obstáculos. «Se observa bien en enfermedades como fibrosis quística y EPOC», añade. «Por más antibiótico que demos, el enfermo no responde (…). El antibiótico no llega», remata Engel. «Se precisan mecanismos nuevos para alcanzar el objetivo.»
El que han ideado se basa en la producción de nanopartículas a partir de un antibiótico ya aprobado por las autoridades sanitarias junto con un solvente igualmente regulado del que lo único que avanzan es que «es biodegradable», carente de toxicidad y «absolutamente seguro». Las nanopartículas se han funcionalizado de forma que pueden adherirse sobre el biofilm bacteriano y liberar el antibiótico, ciprofloxacino, de forma regular y prolongada en el tiempo. Para facilitar su adhesión, las nanopartículas se han cargado positivamente, dado que el biofilm tiene una carga electrostática negativa.
Un aerosol para nanopartículas
«Nos estamos quedando en las últimas», reflexiona Torrents ante la falta de nuevos antibióticos. «Hace más de 20 años que no aparece ninguno por lo que nos vemos obligados a ensayar nuevas estrategias para mejorar los actuales», añade. El diseño de nanopartículas funcionalizadas para alcanzar el biofilm bacteriano es una de ellas, un trabajo en absoluto trivial, defiende Engel. «Las nanopartículas deben ser homogéneas, distribuirse de forma regular, liberar una cantidad de fármaco predeterminada y hacerlo en un tiempo concreto», dice la experta.
«Hay que pasarlo a un formato 'administrable', es decir, que cualquier usuario pueda tomarlo de forma simple y rápida.»
Y todo ello hay que pasarlo a un formato «administrable», es decir, que cualquier usuario pueda tomarlo de forma simple y rápida. Dado que la primera aplicación prevista es para infecciones de las vías respiratorias y los pulmones, la que a priori es más plausible es en forma de aerosol. «El acceso es directo», justifica Torrents.
Con el aerosol dispuesto, de lo que se trata ahora es de «producir enormes cantidades de nanopartículas», explica Engel, y pasar a un estadio de estudio preclínico superior. «En breve iniciaremos las pruebas en modelos animales.» Al mismo tiempo, han establecido contactos con empresas farmacéuticas y han iniciado la solicitud de patente para el proceso empleado.
De la idea a la calle
Sacar cualquier producto a la calle, esto es algo ya conocido, es una auténtica odisea por la enorme cantidad de recursos que deben emplearse. No solo se trata de vencer el inevitablemente lento tiempo de investigación, sino que hay que superar las mil barreras regulatorias que se interponen en cada paso que se da y hay que aportar ingentes sumas de dinero.
Estafilococos atacados por células blancas humanas | NIAID-NIH
Esto explica en buena parte qué está ocurriendo con los antibióticos. A la dificultad implícita de dar con moléculas efectivas nuevas, debe añadirse la limitada rentabilidad que la industria farmacéutica puede sacar de ellos. Como señalan los expertos, un antibiótico cura y basta con una administración de unos pocos días para eliminar una infección. Nada que ver con los costosos medicamentos de nueva generación que están surgiendo del diseño racional, como ocurre en oncología u otras áreas, que persiguen cronificar enfermedades antes incurables. Por más que sea un objetivo deseable, el camino lleva a efectos perversos, puesto que inclina la balanza de la investigación a líneas rentables.
La investigación de nuevos antibióticos lleva años inmerso en este debate. Y el problema es que su situación amenaza con enquistarse peligrosamente si no media alguna intervención decidida. Primero fue la aparición de fenómenos de resistencia debidos a la respuesta genética de la bacteria implicada; ahora ya se habla de multirresistencia, lo que dificulta la administración de combinaciones de antibióticos. Desde la Organización Mundial de la Salud se lleva años haciendo llamamientos a la industria y a los gobiernos para desencallar la problemática. La realidad, sin embargo, es que el último antibiótico llegó al mercado hace más de 20 años.
Xavier Pujol Gebellí
Periodista
