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Administración de fármacos mediante nanopartículas para abordar la resistencia a los antibióticos

Existen pocas dudas de que la aparición de microorganismos farmacorresistentes es una de las consecuencias ecológicas del empleo poco meditado de agentes antimicrobianos. Para combatir esta resistencia, un estudio europeo ha creado nanopartículas con las que administrar fármacos de forma más segura.
Administración de fármacos mediante nanopartículas para abordar la resistencia a los antibióticos
«Mycobacterium tuberculosis», el agente que provoca la tuberculosis, es un patógeno intracelular. Para combatir este tipo de patógenos y garantizar su eficacia terapéutica, el fármaco elegido debe ser capaz de cruzar la membrana celular eucariota. No obstante, no todos los antibióticos alcanzan la concentración terapéutica intracelular necesaria, lo que provoca resistencia. Esto, además, pone de manifiesto la necesidad de contar con sistemas de administración de fármacos capaces de penetrar las células infectadas.

Los nanotransportadores basados en oligosacáridos cíclicos biocompatibles denominados ciclodextrinas (CD) se plantean como vectores de administración de antibióticos muy prometedores. Su biocompatibilidad en humanos es excelente, presentan una toxicidad baja y no estimulan el sistema inmunitario ni a dosis elevadas. Es más, pueden incluir una serie de moléculas activas que las protejan contra la degradación para aumentar así la biodisponibilidad del fármaco y reducir la duración del tratamiento.

Los nanotransportadores de CD se estudian en tratamientos contra la tuberculosis y otras cepas de bacterias normalmente implicadas en infecciones nosocomiales. El proyecto financiado con fondos europeos CYCLON HIT se dedicó a la tuberculosis y se propuso diseñar, caracterizar y evaluar la eficacia de los nanotransportadores basados en CD.

Nanopartículas para tratar la tuberculosis

La tuberculosis es un problema sanitario de primer orden que afecta a millones de personas en todo el planeta. El uso inadecuado de fármacos de primera línea puede provocar una tuberculosis multirresistente, la cual se suele tratar con quimioterapia o con fármacos de segunda línea como la etionamida (ET). No obstante, a los pacientes les resulta difícil seguir tratamientos que precisen de dosis elevadas de ET.

Estudios recientes descubrieron que ciertas moléculas «impulsoras» aumentan considerablemente la eficacia de la ET y mejoran el tratamiento clínico de la tuberculosis fármacorresistente. «Nos propusimos investigar la administración simultánea de ET y moléculas impulsoras mediante nanopartículas de CD» explica la Dra. Ruxandra Gref, coordinadora del proyecto.

Los investigadores se dedicaron a la administración pulmonar de nanopartículas, ya que los pulmones son el órgano principal infectado por «Mycobacterium tuberculosis». Este método ofreció la posibilidad de elevar la concentración de fármacos en la diana y reducir los efectos secundarios.

Tras proceder a tratar la tuberculosis en un modelo animal de la enfermedad, los investigadores observaron una reducción considerable de la carga de micobacterias pulmonares. «Dado que el tratamiento actual contra la tuberculosis incluye un cóctel de fármacos, el método de CYCLON HIT podría utilizarse para encapsular fármacos sinérgicos, simplificar enormemente el tratamiento y aumentar el cumplimiento del mismo por parte del paciente», continúa la Dra. Gref.

Una nueva era en el diseño de antibióticos

La resistencia a los fármacos se extiende a otros ámbitos ajenos al hospitalario debido a la presión selectiva o el abuso de los medicamentos. También está aumentando la resistencia entre los patógenos extrahospitalarios debido a la exposición continua a dosis bajas de antibióticos a través de, por ejemplo, los alimentos.

Las bacterias responden a una presión selectiva de los antibióticos mediante un proceso de mutación continua que genera genes de resistencia. Por tanto, es necesario ejercer una labor ininterrumpida de investigación que permita administrar fármacos existentes y bien conocidos de formas optimizadas.

En este sentido, «el proyecto CYCLON HIT ofreció una enorme cantidad de conocimientos a una nueva generación de investigadores para que abordasen temas complejos relacionados con el aumento de la resistencia a antibióticos», explica la Dra. Gref. Investigadores noveles y experimentados cursaron un periodo de formación interdisciplinaria en materias como química, nanotecnología, microbiología y estudios «in vivo».

El consorcio también celebró tres talleres, dos escuelas de verano y múltiples actividades de divulgación. Los equipos participantes superaron los objetivos iniciales y organizaron, en 2015, un congreso en el Instituto Pasteur de París y, en 2018, un evento de «intermediación y exposición de ideas» en Orsay donde se dieron cita varios proyectos europeos. Es más, el profesor Thorsteinn Loftsson y la Dra. Gref editaron un número especial de una revista de gran repercusión dedicada a este campo y en el que los socios de CYCLON HIT participaron con múltiples contribuciones en relación al empleo de CD para combatir enfermedades graves.

Al aprovechar los últimos avances en el campo de la nanomedicina, los socios de CYCLON HIT plantean un futuro con métodos terapéuticos alternativos contra otros microorganismos resistentes además de «Mycobacterium tuberculosis». «Las nanopartículas inteligentes capaces de administrar fármacos en el punto de infección con pocos efectos secundarios son, sin duda, el camino a seguir», concluye la Dra. Gref.

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Palabras clave

CYCLON HIT, resistencia a antibióticos, nanopartícula, tuberculosis, ciclodexstrina (CD), nanotransportador
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