Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de La Plata desarrolla nanopartículas para mejorar la efectividad de antibióticos en los tratamientos contra las infecciones bacterianas de difícil erradicación, que afectan especialmente a los pulmones. Es un trabajo que lleva adelante el Laboratorio de Nanobiomateriales del Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI, UNLP-CONICET), en colaboración con diferentes institutos del ámbito nacional e internacional.

Actualmente, las estrategias para combatir las temidas infecciones pulmonares intrahospitalarias, causadas principalmente por patógenos oportunistas como Pseudomonas aeruginosa omicroorganismos multiresistentes, implican la administración de antibióticos en altas dosis y en forma recurrente, con la consecuente aparición de efectos secundarios no deseados.

El doctor Germán Islan, responsable del proyecto explicó que "el reto principal en este tipo de infecciones es la erradicación de las biopelículas microbianas que se encuentran inmersas en una densa capa de mucus, lo cual dificulta la acción de los antibióticos administrados por vía inhalatoria. Es por esto que nos abocamos a desarrollar nuevos sistemas de administración de fármacos capaces de ser sitio-dirigidos para proporcionar una liberación local y sostenida en la región pulmonar".

Los científicos del laboratorio de Nanobiomateriales elaboraron diferentes vehículos híbridos inhalables para transportar de manera eficiente antibióticos de la familia de las quinolonas (Levofloxacina (LV) y Ciprofloxacina, entre otros). El término hibrido refiere a la combinación de materiales de diferente origen, por caso la combinación de matrices lipídicas con estructuras biopoliméricas.

Islan detalló que "por un lado se prepararon micropartículas nano-estructuradas cuya arquitectura superficial y porosidad permiten mejorar la capacidad de carga del fármaco". Las micropartículas híbridas se cargaron con el antibiótico y una enzima con capacidad mucolítica, capaz de disgregar la mucosidad típica de estas patologías".

"Los estudios in vitro demostraron que las micropartículas fueron capaces de controlar la liberación de la enzima y del antibiótico durante 24 horas, reduciendo así las posibles dosis que necesitaría un paciente", concluyó el investigador de la UNLP.

Por otro lado, se desarrollaron nanopartículas solidas lipídicas (NSL) y trasportadores lipídicos nanoestructurados (TLN) híbridos, mediante la técnica de emulsificación y ultra-sonicación. Los mismos, mostraron tamaños cercanos a los 200 nm y eficiencias de encapsulación de LV en el rango de 20-55%.

Se determinó en ambos casos un efecto bactericida contra P. aeruginosa que fue corroborado por técnicas microbiológicas y observaciones microscopías ópticas y electrónicas. Además, se detectó una marcada disminución de la cantidad de antibiótico necesaria para producir un efecto bactericida respecto del antibiótico libre, lo cual destaca la mejora del sistema desarrollado.

Sobre las pruebas realizadas en laboratorio, Islan detalló que en los diversos estudios realizados en modelos animales, "se observaron resultados de gran interés para el caso de las micropartículas cargadas con LV, que fueron capaces de aumentar la biodisponibilidad del antibiótico en pulmón al menos 3 veces comparada con la LV libre administrada".

Estos resultados abrieron la puerta a nuevos desarrollos de sistemas de administración de fármacos que pueden proporcionar soluciones terapéuticas mejoradas contra infecciones bacterianas, y en particular como herramienta potencial en el tratamiento de patologías complejas, principalmente asociadas a la presencia de estructuras de resistencia o microorganismos multiresistentes a fármacos.

A su vez, se están explorando nuevas formas de incrementar la capacidad bactericida de los sistemas ya existentes, mediante combinación de antibióticos de diferentes familias o la inclusión de compuestos naturales y/o nuevos fármacos sintéticos, capaces de interferir con la comunicación bacteriana ("quórum sensing") o atacar estructuras y vías metabólicas alternativas de la bacteria.

Se debe destacar que avances de este proyecto fueron premiados por la UNLP (Premio a la innovación 2014), así como también por la Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica en 2017, y por la Fundación Argentina de Nanotecnología y el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva en el encuentro NanoMercosur 2017.