Para muchas enfermedades, se suele recomendar un tratamiento con antibióticos por un tiempo determinado. Sin embargo, estos se deben consumir con precaución, siguiendo las indicaciones de especialistas, ya que su uso excesivo o la automedicación pueden aumentar la resistencia antimicrobiana, acorde al prestigioso sitio de salud, Clínica Mayo.
La resistencia antimicrobiana ocurre cuando las bacterias dejan de responder a los antibióticos, es uno de los grandes desafíos de salud pública a nivel mundial. Según el informe más reciente de la OMS, en el año 2023 una de cada seis infecciones bacterianas confirmadas en laboratorio fue resistente a los tratamientos convencionales.
El documento señala que, entre 2018 y 2023, la resistencia aumentó en más del 40% de las combinaciones de patógenos y antibióticos que fueron monitoreadas, con un incremento anual promedio de entre 5% y 15%. Los datos fueron reportados al Sistema Mundial de Vigilancia de la Resistencia a los Antimicrobianos y de su Uso (GLASS) por más de 100 países.
Además de favorecer este problema, el uso excesivo de antibióticos altera el microbioma intestinal, que es el conjunto de microorganismos que habita en el intestino y cumple funciones beneficiosas para el organismo.
Cuando un antibiótico se toma por vía oral, además de actuar en el sitio de la infección, también alcanza a bacterias intestinales que no era necesario afectar. Al eliminar a las bacterias sensibles, el antibiótico deja espacio para que se multipliquen las que son resistentes, agravando el problema que el tratamiento buscaba resolver.
Para abordar esta situación, un proyecto de investigación de Purdue University (EE.UU.) y la Universidad Andrés Bello (UNAB) fue seleccionado para participar en Focused Antibiotics, un programa de la organización internacional Wellcome Leap orientado a desarrollar nuevas estrategias frente a la resistencia antimicrobiana.
Nanotecnología para dirigir los efectos de los antibióticos
La iniciativa propone una plataforma de administración oral de antibióticos basada en nanotransportadores, es decir, estructuras capaces de transportar y liberar los fármacos de manera más selectiva en los sitios donde está la infección. A diferencia de otras líneas de trabajo, en lugar de buscar nuevas moléculas, tiene el fin de modificar cómo se transportan y liberan los antibióticos ya existentes.
El Dr. Danilo González-Nilo, director del Centro de Bioinformática y Biología Integrativa (CBIB) de UNAB y coinvestigador principal del proyecto, explicó que “el desafío actual de la resistencia antimicrobiana no radica únicamente en la falta de nuevas moléculas, sino en cómo y dónde actúan los antibióticos en el organismo”.
“Nuestra meta es encapsular y dirigir antibióticos existentes mediante formulaciones nanométricas para que ejerzan su acción con precisión milimétrica en el tejido infectado, preservando intacto el ecosistema intestinal”, agregó.
Un antibiótico oral no distingue entre la bacteria que causa la infección y las que cumplen un rol protector en el intestino, explicó el científico. “Dirigir el fármaco al sitio de infección permitiría reducir esa exposición”, planteó.
El proyecto es liderado por la Dra. Raluca Ostafe, del Departamento de Ciencias Biológicas de Purdue University, junto a González-Nilo. En esta primera etapa cuenta con US$4 millones, dentro de un fondo global de hasta US$50 millones que Wellcome Leap distribuye entre los proyectos seleccionados. El programa tiene una duración de tres años y evalúa por hitos: los equipos deben demostrar avances técnicos y científicos.
De la computación a la validación biológica
El laboratorio del CBIB UNAB tendrá a cargo el diseño racional, el modelamiento fisicoquímico y la caracterización experimental de formulaciones basadas en nanoburbujas. Para ello combinará bioinformática estructural, simulaciones computacionales y análisis biofísicos, con el fin de estudiar el comportamiento de los nanotransportadores antes y después de su síntesis.
Entre las tareas figura modelar las interacciones entre las nanoburbujas funcionalizadas, los antibióticos y las membranas biológicas, y evaluar su estabilidad ante cambios de pH, gradientes iónicos y ambientes asociados a procesos inflamatorios o infecciosos. En el laboratorio se sumarán técnicas como calorimetría, dispersión de luz y el uso de biosensores.
El Dr.González-Nilo puntualizó que “al combinar la capacidad de modelamiento predictivo con el análisis biofísico experimental en nuestro laboratorio, podemos acelerar el ciclo de formulación y reducir la incertidumbre (…) es una plataforma en desarrollo: primero hay que demostrar, formulación por formulación, que el transporte dirigido funciona y es estable”.
Para la Dra. Raluca Ostafe, la iniciativa además ofrece la posibilidad de integrar distintas áreas de investigación en torno a un desafío común. “Esta es una oportunidad extraordinaria para construir una plataforma traslacional en la interfaz de la microbiología, la nanotecnología y la liberación controlada de fármacos, alineada con la visión integral de One Health”.
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