Archivo - Recreación de la bacteria ‘Helicobacter pylori’ alojada en la mucosa que reviste el estómago. - ISTOCK - Archivo
MADRID, 25 Mar. (EUROPA PRESS) -
El uso de antibióticos ha sido fundamental para tratar infecciones, pero su administración no siempre es selectiva, lo que contribuye al aumento de resistencias bacterianas en todo el mundo. Por ello, la búsqueda de soluciones más precisas se ha convertido en una prioridad en el ámbito biomédico.
Ahora, un nuevo desarrollo tecnológico propone un enfoque diferente en el tratamiento de heridas. Se trata de un material inteligente capaz de liberar antibióticos únicamente cuando detecta la presencia de bacterias dañinas, lo que podría mejorar la eficacia de los tratamientos y reducir el uso innecesario de estos fármacos.
UN ENFOQUE MÁS SELECTIVO EN EL USO DE ANTIBIÓTICOS
Ingenieros biomédicos de la Universidad de Brown (Estados Unidos) han desarrollado un nuevo material para apósitos que libera antibióticos únicamente cuando hay bacterias dañinas en la herida.
En un nuevo estudio, publicado en 'Science Advances', los investigadores demuestran que este material podría ayudar a eliminar rápidamente las infecciones de las heridas para acelerar la cicatrización y, al mismo tiempo, reducir el uso innecesario de antibióticos, uno de los principales factores que contribuyen a la resistencia a los antibióticos y a las infecciones por superbacterias difíciles de tratar, que cobran decenas de miles de vidas en todo el mundo cada año.
El nuevo material es un hidrogel inteligente cargado con antibióticos que se puede aplicar directamente sobre una herida bajo un vendaje. El hidrogel es sensible a una enzima producida por diversos tipos de bacterias dañinas. En presencia de esta enzima, el hidrogel comienza a degradarse, liberando los antibióticos que contiene. Sin embargo, en ausencia de bacterias dañinas, el hidrogel permanece intacto, protegiendo así sus antibióticos.
"La resistencia a los antimicrobianos es un problema grave a nivel mundial, por lo que necesitamos mejores enfoques para el uso de antibióticos", señala Anita Shukla, profesora de la Facultad de Ingeniería de Brown y líder del desarrollo del hidrogel inteligente. "Hemos desarrollado un material que libera antibióticos solo cuando hay bacterias dañinas presentes, limitando así la exposición a estos fármacos cuando no son necesarios, pero proporcionando estos medicamentos esenciales cuando sí lo son".
Para el estudio, los investigadores pusieron a prueba su material de hidrogel, demostrando que es altamente selectivo a la presencia de las enzimas producidas por las bacterias comunes que causan infecciones en las heridas, y que puede promover una mejor eliminación de la infección y una mejor cicatrización de las heridas en comparación con un apósito de hidrogel que se usa comúnmente en entornos clínicos en la actualidad.
QUÉ IMPLICACIONES PUEDE TENER ESTA TECNOLOGÍA
Los hidrogeles son materiales con una consistencia similar a la gelatina, compuestos principalmente de agua y largas moléculas de polímero con forma de espagueti. Estos polímeros se mantienen unidos mediante moléculas más pequeñas llamadas reticulantes, que conservan la integridad del hidrogel. Para este nuevo material, los investigadores utilizaron un reticulante que se degrada al entrar en contacto con enzimas llamadas betalactamasas, producidas por una amplia variedad de bacterias. Esta degradación permite que la estructura del hidrogel se desintegre y libere el antibiótico que contiene.
En experimentos realizados en placas de Petri, los investigadores confirmaron que el material solo se degradaba en presencia de bacterias dañinas productoras de betalactamasa. Cuando solo estaban presentes bacterias inofensivas que no producen betalactamasa, el material permanecía intacto y no generaba resistencia a los antibióticos tras una exposición prolongada al apósito de hidrogel.
Según los investigadores, esta selectividad por las betalactamasas es fundamental. Confirmar la especificidad de las betalactamasas significa que la liberación de antibióticos solo se produce en presencia de bacterias dañinas causantes de infecciones, y la exposición a la microbiota cutánea sana puede reducirse considerablemente.
El estudio también demostró que, hasta que se desencadena la degradación, el material retiene firmemente su carga de antibióticos. "Esta es una formulación muy estable que no permite que el fármaco se filtre", incide Shukla. "Queda realmente atrapado ahí hasta que se produce una cantidad significativa de betalactamasa que puede causar la degradación del hidrogel".
En una serie de experimentos con ratones, los investigadores demostraron que una sola aplicación del hidrogel podía erradicar por completo la infección bacteriana en una herida por abrasión. El nuevo material también superó a un apósito antimicrobiano de uso común en la actualidad, tanto para la erradicación de bacterias como para la cicatrización de heridas.
En conjunto, los resultados sugieren una nueva y prometedora forma de combatir las infecciones de heridas, a la vez que se conservan antibióticos esenciales. Los estudios indican que más de un millón de personas en todo el mundo mueren cada año a causa de infecciones resistentes a los antibióticos comunes. Se prevé que el problema empeore, alcanzando casi 10 millones de muertes anuales asociadas a la resistencia antimicrobiana para 2050, si no se toman medidas para reducir el uso excesivo de antibióticos.
"Nuestros hallazgos sugieren que estos hidrogeles inteligentes sensibles a las enzimas bacterianas tienen el potencial de erradicar infecciones de forma selectiva y a demanda, minimizando la exposición innecesaria a los antibióticos", concluyen los investigadores. "Al liberar el antibiótico solo en presencia de bacterias productoras de betalactamasa, nuestro sistema de hidrogel proporciona un tratamiento eficaz, reduciendo al mismo tiempo la susceptibilidad a la resistencia a los antibióticos".
El equipo de investigación ha patentado el nuevo material y está trabajando para seguir desarrollando la tecnología con miras a su posible comercialización futura. Este trabajo contó con el apoyo del Fondo de Investigación Médica Dr. Ralph y Marian Falk.
