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Programa InfoSalud (Argentina)

Una nanopartícula aumenta hasta diez veces la eficiencia de antibiótico

Publicado em 06 fevereiro 2020

Por André Julião, da Agência FAPESP

La innovación desarrollada en el CNPEM permite llevar al fármaco directamente hasta la bacteria, promoviendo la liberación controlada del principio activo. El estudio fue tapa de la revista Advanced Functional Materials

Investigadores brasileños desarrollaron una nanopartícula que, al ser inyectada en la corriente sanguínea, es capaz de acarrear moléculas de antibiótico directamente hasta bacterias Escherichia coli. En el lugar de la infección, el material adhiere a la pared del microorganismo y libera el medicamento en forma controlada, aumentando en hasta 10 veces la eficacia del tratamiento.

La innovación se desarrolló con el apoyo de FAPESP en el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (LNNano) del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales (CNPEM), en Campinas. Colaboraron científicos de la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp) y la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE). Los resultados se describieron en la revista Advanced Functional Materials y se presentaron como destacada en la portada de la revista.

“La resistencia a los antibióticos es un problema global de salud pública. Una de las soluciones es crear nuevas formas de eliminar las bacterias, y las nanopartículas pueden ser una opción. El problema es que estos microorganismos tienen una pared celular muy poco compleja y por lo tanto, no hay muchos puntos de anclaje, es decir, lugares donde la nanopartícula puede conectarse y actuar ”, explicó Mateus Borba Cardoso, investigador del CNPEM y coordinador del trabajo.

El grupo Campinas trabaja en el desarrollo de nanopartículas que puedan usarse para combatir, además de bacterias, virus y células tumorales (lea más en: agencia.fapesp.br/31786).

En el estudio publicado recientemente, el antibiótico tetraciclina fue encapsulado en nanopartículas de sílice recubiertas con una capa de gluconamida, un tipo de carbohidrato. La formulación se colocó luego para interactuar in vitro con bacterias E. coli, usadas como modelo de estudio.

“La pared bacteriana está constituída por moléculas de lipopolisacárido, un carbohidrato complejo. Buscamos otro tipo de carbohidrato capaz de unirse a la pared y la gluconamida demostró ser la mejor opción ”, dijo Cardoso.

Según el investigador, la idea es promover una acción selectiva, atacando directamente a las bacterias y liberando una dosis de medicamento suficiente para eliminarlas. En teoría, dicha estrategia ayudaría a evitar la aparición de microorganismos resistentes al medicamento.

En comparación con las formas más comunes de administración de drogas, la nanopartícula demostró ser de cinco a 10 veces más eficiente para eliminar las bacterias.

“El protocolo convencional prevé administrar una dosis del fármaco suficiente para circular por distintas partes del organismo hasta llegar a las bacterias. Gran parte del principio activo se degrada en el camino y solo una fracción realmente alcanza el objetivo. Con la nanopartícula se optimizó el tratamiento ”, explicó el investigador.

La primera autora del artículo es Larissa Brentano Capeletti, quien realizó el trabajo en LNNano-CNPEM durante una pasantía post-doctoral, con el apoyo de FAPESP.

Partículas invisibles

Para obtener evidencias de que la nanopartícula llegaría a la bacteria después de ser inyectada en el torrente sanguíneo, los investigadores debían probar si el sistema inmunitario la reconocería y la eliminaría.

“Un gran desafío cuando una nanopartícula está en la sangre es pasar incólume por proteínas especializadas en detectar invasores. Se adhieren a cuerpos extraños para indicar a los mecanismos de defensa el objetivo a eliminar. Cuando esto ocurre, el tratamiento no es efectivo ", dijo Cardoso.

Una de las ventajas de la gluconamida es que no interactúa con estas proteínas de defensa. Las pruebas realizadas con suero bovino fetal, un modelo utilizado para imitar las proteínas de la sangre humana, mostraron que la nanopartícula no indujo la formación de coronas, un grupo de proteínas que indican la invasión. Este resultado sugiere que el sistema inmunitario no detectaría la nanopartícula.

Además de esta prueba, los investigadores sometieron a la nanopartícula a muestras de sangre humana. La interacción no causó efectos en los glóbulos rojos, lo que indica que la nanopartícula no es tóxica. La misma partícula sin el recubrimiento de gluconamida, a su vez, resultó ser dañina para las células sanguíneas.

El grupo ahora está trabajando en la mejora estructural de la nanopartícula. El objetivo es garantizar que, después de que el fármaco se libere en el sitio de la infección, el material se degrade y pueda eliminarse del cuerpo.

El artículo “Orientación de bacterias gramnegativas mediada por las interacciones carbohidrato - carbohidrato inducidas por nanopartículas de superficie modificada” (doi: 10.1002 / adfm.201904216), de Larissa Brentano Capeletti, Jessica Fernanda Affonso de Oliveira, Lívia Mesquita Dias Loiola, Flávia Elisa Galdino, Flávia Elisa Galdino Ewerton da Silva Santos, Thereza Amélia Soares, Raúl de Oliveira Freitas y Mateus Borba Cardoso, puede leerse en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201904216.

Agencia FAPESP ( Brasil )

 Traducción Programa INFOSALUD