Para la resistencia a los antibióticos, tratar la fibrosis quística con nanopartículas

Fibrosis quística: superar la resistencia a los antibióticos mediante nanopartículas.

La fibrosis quística es una enfermedad metabólica congénita. Solo en Alemania, alrededor de 8,000 personas padecen la enfermedad incurable, especialmente niños y adultos jóvenes. Las infecciones del tracto respiratorio se encuentran entre las secuelas más comunes. Los investigadores ahora han logrado desarrollar un método para tratar las infecciones respiratorias a menudo mortales. La atención se centra en las nanopartículas que mejor llevan los antibióticos a su destino..

Alrededor de 8.000 pacientes con fibrosis quística en Alemania

Según los expertos en salud, en este país viven hasta 8,000 pacientes con fibrosis quística. Aproximadamente uno de cada 3,300 niños nace en Alemania anualmente con la enfermedad metabólica previamente incurable. El diagnóstico temprano y la terapia temprana pueden ayudar a mejorar significativamente la calidad de vida y la esperanza de vida de los pacientes con fibrosis quística. Para lograr esto, el estudio de la enfermedad metabólica se ha integrado en el cribado neonatal. Especialmente los niños con fibrosis quística a menudo pueden ser tratados bien. Médicos y farmacéuticos de la Universidad de Jena combaten la fibrosis quística con nanopartículas.

Los investigadores han logrado desarrollar una forma eficiente de tratar las infecciones respiratorias a menudo mortales que sufren las personas con fibrosis quística. La atención se centra en las nanopartículas que mejor llevan los antibióticos a su destino. (Imagen: Zerbor / fotolia.com)

Se altera la función de autolimpieza del pulmón.

En la fibrosis quística (también llamada fibrosis quística, FQ), una proteína del canal en la superficie celular se ve alterada por mutaciones.

Esto reduce el contenido de agua de varias secreciones en el cuerpo; crea un moco resistente, informa la Universidad Friedrich Schiller Jena en un mensaje publicado por Information Service Science (idw).

La disfunción de los órganos internos es el resultado. Además, el moco establece las vías respiratorias. Esto no solo altera la función de autolimpieza de los pulmones, sino que también coloniza el moco con bacterias..

Como resultado, surgen infecciones crónicas. El pulmón está severamente dañado, lo que a menudo conduce a la muerte del paciente o requiere un trasplante.

La esperanza de vida promedio de los pacientes de hoy es de aproximadamente 40 años gracias al progreso médico..

Una parte importante de esto se debe a los tratamientos a largo plazo con antibióticos inhalados, que no evitan la colonización bacteriana pero al menos la mantienen bajo control durante un período de tiempo más prolongado..

Sin embargo, las bacterias se defienden por el desarrollo de resistencia y la formación de los llamados biofilms en y debajo de la capa de moco, que protegen a las bacterias en las filas inferiores como un escudo protector..

Camino complicado a los patógenos.

Investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de Jena han logrado desarrollar un método mucho más eficiente para tratar las infecciones respiratorias, que a menudo son mortales. La atención se centra en las nanopartículas que mejor llevan los antibióticos a su destino..

"Como regla general, las drogas ingresan al cuerpo por inhalación y luego recorren un camino complicado de regreso a los patógenos, donde muchos se quedan atrás", explica el Prof. Dr. med. Dagmar Fischer del Departamento de Tecnología Farmacéutica de la Universidad de Jena, quien junto con su colega el Prof. Dr. med. Mathias Pletz, del Centro de Medicina de Infecciones e Higiene Hospitalaria del Hospital Universitario de Jena.

Las partículas de la droga primero deben tener un cierto tamaño para ingresar a las vías respiratorias más profundas y no se deben raspar previamente en algún lugar.

Finalmente, deben penetrar tanto la capa de moco espeso en el tracto respiratorio como las capas inferiores de biofilm bacteriano.

Las nanopartículas llegan a su destino más fácilmente.

Para superar la resistencia concentrada, los investigadores encapsularon ingredientes activos, como el antibiótico tobramicina, en un polímero de poliéster..

Probaron las nanopartículas resultantes en el laboratorio, donde previamente habían simulado la situación pulmonar existente, tanto en el estado estático como en el dinámico, es decir, con movimientos de flujo simulados..

Para este propósito, el grupo de Pletz ha desarrollado nuevos sistemas de prueba que pueden representar mejor la situación en los pulmones..

Los científicos descubrieron que sus nanopartículas a través de la red esponjosa de la capa de moco son más fáciles que la droga pura y finalmente matan fácilmente los patógenos..

Un sobre adicionalmente aplicado hecho de polietilenglicol también lo hace casi invisible para el sistema inmunológico. "Todos los materiales del nanotransportador también son biocompatibles, biodegradables, no tóxicos y, por lo tanto, inocuos para los humanos", informa Fischer..

Dar a un antibiótico su efecto.

Los científicos de Jena no saben exactamente por qué sus nanopartículas combaten las bacterias de manera mucho más efectiva. Pero ellos quieren finalmente descubrir eso en el próximo año..

"Tenemos dos supuestos: el método de transporte mucho más eficiente promueve una sustancia significativamente más activa para la infección o las nanopartículas superan un mecanismo de defensa que la bacteria ha desarrollado contra el antibiótico", dijo el farmacéutico de Jena..

"Lo último significaría que pudimos usar una nanopartícula para restaurar el efecto de un antibiótico que en realidad había perdido por la formación de resistencia de las bacterias".

"Específicamente, sospechamos que las bacterias de las capas inferiores de la biopelícula caen en una especie de rigidez invernal y apenas absorben sustancias del exterior. En esta etapa, son invulnerables a la mayoría de los antibióticos que matan solo a las bacterias en división. "Las nanopartículas transportan los antibióticos casi contra la voluntad de las bacterias al interior de la célula, donde pueden desplegar su efecto", agrega Mathias Pletz..

Combate las infecciones respiratorias de forma más efectiva en pacientes con fibrosis quística.

Además, el equipo de investigación de Jena todavía tiene que preparar las nanopartículas para la inhalación. Porque a 200 nanómetros, la partícula es demasiado pequeña para alcanzar el tracto respiratorio más profundo.

"El sistema respiratorio filtra las partículas que son demasiado grandes o demasiado pequeñas", explica Fischer. "Por lo tanto, tenemos una ventana preferida entre uno y cinco micrones". También para este problema, los investigadores de Jena ya tienen ideas de soluciones prometedoras..

Basándose en los resultados de la investigación disponibles en ese momento, el equipo de investigación de Jena está convencido de que ha encontrado un método extremadamente prometedor para combatir las infecciones respiratorias de manera más eficiente en pacientes con fibrosis quística y, por lo tanto, contribuir potencialmente a una mayor esperanza de vida para los pacientes.

"Pudimos demostrar que el envasado de nanopartículas aumenta la eficacia de los antibióticos contra las biopelículas en un factor de 1,000", dice el científico infeccioso. (Ad)