La lucha contra los patógenos resistentes a los medicamentos sigue siendo intensa. Mientras que el informe de "mayores amenazas" de los Centros para el Control de Enfermedades CDC de 2019 revela una disminución general de las muertes relacionadas con microbios resistentes a los medicamentos en comparación con su informe anterior 2013la agencia también advierte que todavía están surgiendo nuevas formas de patógenos resistentes a los medicamentos.
Mientras tanto, las opciones para tratar las infecciones por estos gérmenes están disminuyendo, lo que confirma las preocupaciones de médicos y científicos sobre el final de la era de los antibióticos.
"Sabíamos que iba a ser un problema desde el principio", dijo Irene Chen, profesora de química y bioquímica de la UC Santa Bárbara. "Básicamente, tan pronto como se descubrió la penicilina, unos años más tarde se informó que había un organismo resistente."Gracias a factores como la transferencia horizontal de genes y la reproducción rápida, los organismos como las bacterias Gram-negativas pueden evolucionar más rápido de lo que podemos producir antibióticos para controlarlos".
Por lo tanto, Chen y su grupo de investigación están buscando alternativas a los antibióticos, en un esfuerzo creciente para evitar la marea de infecciones bacterianas incurables. En su trabajo, el grupo ha recurrido a los bacteriófagos, un grupo natural de virus que colonizan bacterias.
"Esa es su función natural, realmente, crecer y matar bacterias", dijo Chen, autor de un artículo que aparece en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Al aprovechar la capacidad de los bacteriófagos de concentrarse en bacterias específicas sin dañar el resto del microbioma, los investigadores pudieron utilizar una combinación de nanorods de oro y luz infrarroja cercana para destruir incluso las bacterias resistentes a múltiples fármacos sin antibióticos.
La terapia de fagos no es nueva, dijo Chen. De hecho, se ha utilizado en la antigua Unión Soviética y Europa durante aproximadamente un siglo, aunque se consideran en gran medida como alternativas de último recurso a los antibióticos. Entre los problemas no resueltos del fagola terapia es la caracterización incompleta de la biología de los fagos, una biología que podría permitir consecuencias no deseadas debido a la rápida evolución y reproducción de los fagos, así como a las posibles toxinas que los virus pueden transportar. Otro problema es el todo o nadaaspecto de la terapia con fagos, agregó.
"Es difícil analizar el efecto de un tratamiento con fagos", dijo. "Puede que vea que funciona por completo o que vea que falla por completo, pero no tiene el tipo de respuesta a la dosis que desea".
Para superar estos desafíos, el laboratorio Chen desarrolló un método de terapia controlada de fagos.
"Lo que hicimos fue conjugar los fagos con nanorods de oro", explicó. Estos "phanorods" se aplicaron a las bacterias en cultivos in vitro de células de mamíferos y luego se expusieron a la luz infrarroja cercana.
"Cuando estos nanorods son fotoexcitados, traducen la energía de la luz al calor", dijo Chen, "y eso crea temperaturas locales muy altas".
El calor es suficiente para matar las bacterias, y también mata a los fagos, evitando cualquier evolución adicional no deseada. El resultado es un misil guiado de terapia de fagos dirigida que también permite el control de la dosis. El laboratorio encontró éxito en la destrucción de E. coli, P. aeruginosa y V. cholerae: patógenos humanos que causan síntomas agudos si no se controlan. También pudieron destruir con éxito X. campestris, una bacteria que causa la podredumbre en las plantas.
En colaboración con Beth Pruitt, ingeniera mecánica de UC Santa Bárbara, el laboratorio determinó que si bien el calor destruyó con éxito las bacterias y los fagos, sobrevivió más del 80% del cultivo de células de mamíferos debajo de la biopelícula de bacterias.
"Esta cuestión de si daña los tejidos de los mamíferos es muy importante", dijo Chen. "Trabajar en nanotecnología y en el tratamiento de la nanomedicina para tratar las infecciones bacterianas indica que cuando no está dirigido, realmente carga los tejidos circundantes".
El laboratorio planea investigar otros posibles fagos para contrarrestar otras bacterias, posiblemente diseñando un método fototérmico que pueda tratar múltiples infecciones bacterianas.
La investigación sobre este estudio fue realizada también por el compañero posdoctoral de UCSB Huan Peng autor principal, Raymond E. Borg y Liam P. Dow.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernández. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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