Los investigadores de la Universidad de Brown han desarrollado un nuevo recubrimiento antibacteriano para catéteres intravasculares que algún día podría ayudar a prevenir infecciones del torrente sanguíneo relacionadas con el catéter, el tipo más común de infección adquirida en el hospital.
"Este tipo de infecciones son una carga importante para los hospitales, los proveedores de atención médica y, sobre todo, para los pacientes", dijo Anita Shukla, profesora asistente de ingeniería en Brown y autora correspondiente de un nuevo artículo que describe el trabajo ". Queríamospara desarrollar un recubrimiento que pueda matar las bacterias planctónicas [que flotan libremente] y evitar la colonización de bacterias en las superficies. Los datos iniciales que reunimos para este documento muestran que tenemos algo realmente prometedor ".
En el documento, los investigadores muestran que un recubrimiento de poliuretano que puede aplicarse fácilmente a varias superficies médicamente relevantes y libera gradualmente un medicamento llamado auranofina puede matar a la meticilina resistente Staphylococcus aureus bacterias MRSA durante casi un mes en pruebas de laboratorio. Las pruebas también mostraron que el recubrimiento podría prevenir la formación de biopelículas MRSA, que, una vez establecidas, son especialmente resistentes al tratamiento antimicrobiano.
La investigación, que se publica en Fronteras en microbiología celular y de infecciones , es una colaboración entre el laboratorio de Shukla en la Escuela de Ingeniería de Brown y los laboratorios de Eleftherios Mylonakis y Beth Fuchs en la División de Enfermedades Infecciosas en la Escuela de Medicina Warren Alpert de Brown.
"Es una colaboración perfecta entre la medicina y la ingeniería", dijo Shukla sobre la asociación. "Ellos [Mylonakis y Fuchs] vienen a nosotros con los tipos de problemas que comúnmente ven en la clínica. Como un laboratorio de ingeniería enfocado en desarrollar nuevosbiomateriales para la entrega de medicamentos, entonces podemos trabajar en soluciones de ingeniería para los problemas que nos traen "
El problema en este caso es prominente. Más de 150 millones de catéteres intravasculares se implantan cada año solo en los Estados Unidos, y las infecciones derivadas de los implantes se desarrollan en 250,000 pacientes al año. Estas infecciones son fatales en hasta el 25 por ciento decasos, e incluso cuando se trata con éxito puede sumar millones de dólares en estadías prolongadas en el hospital.
Los enfoques anteriores del problema han tenido un éxito limitado, dicen los investigadores. Otros recubrimientos antibacterianos tienden a perder su efectividad después de dos semanas como máximo, a menudo porque liberan su carga útil de medicamentos demasiado rápido. Otros recubrimientos también tienden a usar antibióticos tradicionales,planteando preocupaciones sobre la resistencia a los antibióticos sobre el uso a largo plazo.
Para su nuevo recubrimiento, Shukla y sus colegas utilizaron auranofina. Este medicamento fue desarrollado y aprobado originalmente por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Para tratar la artritis, pero los estudios de Mylonakis, Fuchs y otros han demostrado que el medicamento también es altamente efectivo para matarMRSA y otros microbios peligrosos. Además, funciona de manera que dificulta que las bacterias desarrollen una resistencia natural. Auranofin nunca antes se había incorporado a una tecnología de recubrimiento.
Para hacer el recubrimiento, los investigadores disolvieron el poliuretano y las concentraciones de auranofina en una solución, que luego se depositó en un catéter. El solvente se evaporó, dejando un recubrimiento de polímero estirable pero duradero. Las pruebas mecánicas mostraron que el recubrimiento puede estirarsehasta 500 por ciento sin romperse
Para probar la efectividad del recubrimiento, los investigadores colocaron catéteres recubiertos en MRSA tanto en solución como en placas de agar donde prosperan las bacterias MRSA. Los experimentos mostraron que los recubrimientos podían inhibir el crecimiento de MRSA hasta por 26 días, dependiendo de la concentración inicialde auranofina utilizada en el recubrimiento. Los investigadores también utilizaron imágenes de bioluminiscencia para buscar signos de formación de biopelículas. Esos experimentos mostraron que los recubrimientos previenen cualquier rastro de biopelícula. Para comparar, los investigadores también probaron un catéter cargado con un antibiótico más tradicional, altamenteeficaz contra MRSA flotante, que demostró ser incapaz de prevenir la formación de biopelículas.
"El hallazgo de antibiofilm es muy crítico", dijo Shukla. "Las biofilms tienen formas realmente efectivas de evadir los antibióticos, lo que las hace miles de veces más difíciles de tratar en términos de la concentración de fármaco necesaria en comparación con las bacterias planctónicas. El hecho de queestos recubrimientos pueden evitar que se formen biopelículas en primer lugar, es realmente importante ".
Las pruebas preliminares de toxicidad en el laboratorio mostraron que los recubrimientos no tenían efectos adversos en las células sanguíneas o hepáticas humanas, pero se requieren más pruebas antes de que el recubrimiento esté listo para usarse en pacientes, dice Shukla. El hecho de que ambos recubrimientoslos componentes han sido aprobados por la FDA para otros usos que deberían acelerar el proceso de aprobación para las pruebas in vivo.
"Esperamos que los resultados iniciales que mostramos aquí pronto se traduzcan en la clínica", dijo Shukla.
Otros coautores del artículo fueron Hanyang Liu, Shashank Shukla, Noel Vera-González y Nagendran Tharmalingam.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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