Un nuevo sistema de administración de bacteriófagos, virus que atacan selectivamente a las bacterias dañinas, podría ayudar a brindar a los médicos una nueva forma de combatir las infecciones pulmonares que amenazan a los pacientes mayores y a las personas con fibrosis quística.
La terapia de fagos es una alternativa prometedora a los antibióticos porque ataca patógenos específicos, no daña el contingente normal de bacterias del cuerpo y no contribuirá a la resistencia a múltiples medicamentos. Sin embargo, los bacteriófagos terapéuticos pueden ser difíciles de purificar y difíciles de administrar.el sitio de una infección, especialmente cuando esa ubicación son los pulmones.
Un equipo de investigación encabezado por el Instituto de Tecnología de Georgia ha demostrado una nueva técnica de administración que utiliza micropartículas secas y porosas recubiertas de fagos. En pruebas con animales, las partículas de polímero recubiertas de fagos trataron con éxito la neumonía en ratones infectados y redujeron drásticamente los niveles bacterianos enun modelo animal de fibrosis quística. La técnica podría algún día permitir la entrega del fago de polvo seco usando un dispositivo similar a un inhalador común.
Informado el 16 de julio en el diario Ingeniería biomédica de la naturaleza , la investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud y el Centro de Tecnología Pediátrica de Children's Healthcare of Atlanta, una asociación entre Georgia Tech y Children's Healthcare de Atlanta.
"La entrega de fagos es un área donde el tipo correcto de material podría hacer una diferencia en las aplicaciones terapéuticas", dijo Andrés García, presidente de Rae S. y Frank H. Neely y profesor de los regentes en la escuela George W. Woodruff de Georgia Tech.Ingeniería Mecánica: "Nos propusimos diseñar un portador de biomaterial que mantuviera el fago activo mientras lo transportaba profundamente en los pulmones de manera uniforme. Este es un paso clave para hacer avanzar esta terapia potencial".
La terapia de fagos ha generado más interés a medida que crecen las preocupaciones sobre el uso de antibióticos. Los bacteriófagos específicos pueden atacar bacterias como Pseudomonas aeruginosa, que causa algunas formas de neumonía y es la principal bacteria patógena en la fibrosis quística, sin afectar a otras bacterias.la actividad se propaga más allá de las partículas recubiertas, pero está limitada por la población huésped, por lo que una vez que se eliminan las bacterias objetivo, el fago desaparece.
Los investigadores han usado previamente un nebulizador para administrar mezclas de fagos húmedos a los pulmones, pero ese enfoque es ineficiente e inconveniente para los pacientes. Como alternativa, García y sus colaboradores desarrollaron un portador de micropartículas hecho del mismo material polimérico utilizado para disolver suturas.Hicieron que las partículas porosas fueran lo suficientemente grandes como para evitar la eliminación rápida por parte del cuerpo, pero lo suficientemente ligeras como para ser entregadas profundamente en los pulmones.
Los fagos se incuban en las partículas, luego se secan. Cuando se introducen en los pulmones de los animales como una nube de polvo seco, el fago comienza a atacar a las bacterias. Para los ratones infectados con neumonía, el fago transportado por las partículas eliminó la infección, mientras quemurieron ratones no tratados. Se observó una reducción significativa en las poblaciones bacterianas en ratones transgénicos cuyos pulmones simulaban condiciones típicas de fibrosis quística.
"Cuando inmovilizamos el fago en las partículas, pudimos mantener una buena actividad durante días, hasta dos semanas a temperatura ambiente", dijo García. "Podríamos almacenar estas partículas y, cuando las entregamos a los ratones, obtenerbuena distribución a través de los pulmones. Creemos que las partículas ayudan a estabilizar el fago y mejorar la distribución en los pulmones ".
Nael McCarty, Profesor Marcus de Fibrosis Quística y director del Centro de Excelencia para la Fibrosis Quística de Emory + Children's en Emory University y Children's Healthcare de Atlanta, y uno de los coautores del estudio, dijo que el desarrollo de la técnica de entrega potencialmente avanzauso de fagos en el tratamiento de la fibrosis quística.
"La fibrosis quística es un trastorno genético común que limita la vida y afecta muchos sistemas orgánicos, pero el impacto más importante en la salud humana son las infecciones pulmonares crónicas. La neumonía bacteriana que es resistente a múltiples medicamentos es un desafío que debemos enfrentarcon frecuencia con fibrosis quística ", dijo." El tratamiento con antibióticos a menudo deja espacio para que otras bacterias oportunistas se arraiguen. La terapia con fagos podría complementar las terapias existentes sin empeorar la resistencia a los antibióticos. La técnica desarrollada y probada a través de esta importante colaboración podría abordar uno de los principalesdesafíos que tenemos con la terapia de fagos, que es la entrega "
Las micropartículas recubiertas de fago fueron más efectivas para eliminar las bacterias que las partículas de fago secas por sí mismas. El material polimérico es biodegradable y se eliminó de los animales en pocos días. La técnica tuvo éxito en atacar diferentes cepas de bacterias dentro de las biopelículas, ylos investigadores no vieron evidencia de que la bacteria desarrollara resistencia.
Aunque no se cree que los fagos ataquen las células de los mamíferos, pueden crear una respuesta del sistema inmunitario y producir toxinas que pueden ser dañinas. Se cultivan en cultivos que contienen las bacterias que atacan, por lo que se separan en los niveles de pureza requeridosEs otro desafío.
Entre los siguientes pasos se encuentra probar la técnica de entrega de partículas en animales más grandes y contra mezclas de bacterias, que a menudo infectan a los humanos. La técnica también debe probarse contra infecciones crónicas, que a menudo se observan en personas con fibrosis quística.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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