- La nanopartícula trenca una barrera natural, anomenada biopel·lícula, generada pels patògens i que els protegix dels medicaments
- La partícula consta d'un motor autopropulsat, d'un "trepant" molecular que trenca la biopel·lícula i una porta molecular intel·ligent
- Esta innovació podria ajudar al tractament de patògens resistents als antibiòtics per la formació de biopel·lícules i frenar el seu desenvolupament
València (19.07.2023). Personal investigador del grup de Microbioma Oral de la Fundació per al Foment de la Investigació Sanitària i Biomèdica de la Comunitat Valenciana (Fisabio), organisme dependent de Conselleria de Santitat Universal i Salut Pública, ha dissenyat una nanopartícula autopropulsada que trenca una barrera natural, anomenada biopel·lícula o biofilm, que creguen alguns patògens i els protegix dels medicaments fent-los més resistents al seu tractament.
La innovació s'ha desenvolupat juntament amb l'Institut Interuniversitari d'Investigació de Reconeixement Molecular i Desenvolupament Tecnològic (IDM) de la Universitat Politècnica de València (UPV), el CIBER de Bioingeniería, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN) i el CIBER d'Epidemiologia i Salut Pública (CIBERESP) de l'Institut Carles III de Madrid.
Este treball, publicat en la revista Chemistry of Materials, consistix en el disseny i aplicació de nanopartícules intel·ligents que contenen un antibiòtic en el seu interior i l'alliberen selectivament. El personal investigador ha afegit a esta nanopartícula un nanomotor que li conferix moviment i una proteïna que actua com a "trepant" quan entra en contacte amb el biofilm, trencant-lo i fent que el nanodispositiu puga arribar a les capes més profundes.
D'esta manera, la nanopartícula entra en contacte amb el patogen, moment en el qual s'allibera l'antibiòtic que conté en el seu interior, destruint fins al 80% de la biomassa en el cas del biofilm generat pel bacteri Staphylococcos aureus (S. aureus). El nanodispositiu aconseguix així matar als bacteris.
Actualment, moltes infeccions es deuen a esta capacitat microbiana d'adherir-se a superfícies del cos o dispositius mèdics i protegir-se a l'interior d'una matriu que genera el propi bacteri o fong, que està composta d'ADN, carbohidrats i proteïnes, formant les anomenades biopel·lícules.
Estos biofilms actuen com una barrera física que dificulta la penetració i difusió dels antibiòtics o altres medicaments i, com a conseqüència, la concentració del fàrmac que aconseguix als patògens és insuficient per a la seua eliminació. Això provoca un augment de les concentracions d'antibiòtics o antifúngics utilitzats per a tractar estes malalties infeccioses, així com l'aparició de resistències.
L'ús indegut i excessiu d'antimicrobians és un impulsor del desenvolupament de patògens resistents als medicaments, un dels problemes de salut pública mundial més greus actualment, segons l'Organització Mundial de la Salut (OMS).
Ramón Martínez Máñez, director científic del CIBER-BBN i membre del IDM en la UPV comenta que "este fet ja provoca elevades taxes de morbiditat i mortalitat, particularment en pacients immunocompromesos. De manera que la present innovació suposa un avanç en el combat contra esta problemàtica, ja que permet una administració més efectiva de l'antibiòtic o antifúngic i evita haver de fer un ús excessiu o inapropiat d'estos medicaments".
Per la seua part Álex Mira, responsable del grup d'investigació de Microbioma Oral de Fisabio, assegura que "en este context de bacteris multiresistents, el disseny de nous enfocaments per al tractament d'infeccions per biofilms és de vital importància. Per això és imprescindible trobar noves ferramentes com estes per a combatre les infeccions bacterianes i fúngiques, entre les quals hi ha, de fet, algunes molt comunes com la candidiasi, les infeccions endodòntiques o moltes que es produïxen en implants mèdics".
Una de les primeres aplicacions en les quals s'ha implementat esta innovació és en l'erradicació de biofilms creats pel bacteri S. aureus, ja que és un dels principals patògens responsables de les infeccions cròniques associades a biofilms en teixits com la pell, les vies respiratòries i també en els dispositius mèdics com a catèters i implants.
L'equip ha patentat l'ús d'esta mena de nanopartícules, i segons comenten Andrea Escudero i Migle Ziemyte, autores principals de l'article, "estem provant l'eficàcia de les partícules per a millorar el tractament desinfectant en les endodòncies, així com les proves necessàries per a complir a nivell regulador amb els requeriments per a posar este tipus de nous tractaments en el mercat".
El desenvolupament d'esta tecnologia contra els biofilms ha sigut finançat per les ajudes POLISABIO de col·laboració entre Fisabio i la UPV, l'Agència Valenciana de la Innovació (AVI) i per ajudes CIBER-BBN-CIBERESP.
