Millones de personas en los EE. UU. y en todo el mundo sufren infecciones del tracto urinario cada año. Algunos grupos son especialmente propenso a infecciones urinarias crónicasincluidas mujeres, adultos mayores y algunos veteranos.
Estas infecciones generalmente se tratan con antibióticos, pero uso excesivo de estas drogas pueden hacer que los microbios a los que se dirigen se vuelvan resistentes y reduzcan la eficacia de los medicamentos.
Para resolver este problema de infecciones urinarias crónicas y resistencia a los antibióticos, combinamos nuestra experiencia en microbiología e ingenieria para crear un material vivo que albergue una cepa específica de beneficios Escherichia coli. Nuestra investigación muestra que la Bacterias ‘buenas’ liberadas de este biomaterial. puede competir con las bacterias “malas” por los nutrientes y ganar, reduciendo drásticamente el número de microbios que causan enfermedades.
Con un mayor desarrollo, creemos que esta técnica podría ayudar a controlar las infecciones urinarias recurrentes que no responden a los antibióticos.
Llevar bacterias a la vejiga.
Para los microbios que viven en las personas, los nutrientes son limitados y su presencia varía entre las diferentes partes del cuerpo. Las bacterias tienen que competir con otros microbios y el huésped para adquirir los nutrientes esenciales.
Al absorber los nutrientes disponibles, las bacterias beneficiosas pueden detener o retardar el crecimiento de bacterias dañinas. Cuando las bacterias dañinas carecen de nutrientes importantes, no pueden alcanzar cantidades suficientes como para causar enfermedades.
Sin embargo, llevar bacterias beneficiosas a la vejiga para prevenir las infecciones urinarias es un desafío. Por un lado, estas útiles bacterias pueden colonizar naturalmente sólo en personas que son incapaz de vaciar completamente su vejigauna condición llamada retención urinaria. Incluso entre estos pacientes, el tiempo que estas bacterias pueden colonizar sus vejigas varía ampliamente.
Los métodos actuales para llevar bacterias a la vejiga son invasivos y requieren inserción repetida del catéter. Incluso cuando las bacterias se liberan con éxito en la vejiga, La orina eliminará estos microbios. porque no pueden adherirse a la pared de la vejiga.
Biomateriales para tratar las ITU
Dado que las bacterias beneficiosas no pueden adherirse a la vejiga ni sobrevivir en ella por mucho tiempo, desarrollamos un biomaterial que podría liberar bacterias en la vejiga lentamente con el tiempo.
Nuestro biomaterial está compuesto de seres vivos. Escherichia coli incrustado en una estructura matricial hecho de gel. Se parece a un trozo de gelatina unas 500 veces más pequeño que una gota de agua y puede liberar bacterias durante hasta dos semanas en la vejiga. Al administrar las bacterias a través de biomaterial, superamos la necesidad de que las bacterias se adhieran a la vejiga para persistir en el órgano.
Probamos nuestro biomaterial colocándolo en orina humana en placas de Petri y exponiéndolo a patógenos bacterianos que causan infecciones urinarias. Nuestros resultados mostraron que cuando se mezclaba en una proporción de 50:50, el Escherichia coli superó a las bacterias que causan ITU aumentando a alrededor del 85 por ciento de la población total.
Cuando agregamos más Escherichia coli que las bacterias que causan infecciones urinarias, que es lo que imaginamos para futuros desarrollos y pruebas, la proporción de Escherichia coli aumentó a más del 99 por ciento de la población, esencialmente eliminando las bacterias que causan las infecciones urinarias. Además, el biomaterial continuó liberándose Escherichia coli durante hasta dos semanas en orina humana.
Nuestros hallazgos sugieren que E. coli podría permanecer y sobrevivir en la vejiga durante largos períodos de tiempo y disminuir exitosamente el crecimiento de muchos tipos de bacterias que causan infecciones urinarias.
Mejorando los biomateriales
Nuestros hallazgos muestran que Escherichia coli no sólo puede controlar las bacterias dañinas con las que está estrechamente relacionado, sino también un amplia gama de bacterias que causan enfermedades en humanos y animales. Esto significa que es posible que los científicos no necesiten identificar diferentes tipos de bacterias beneficiosas para controlar cada patógeno (y hay muchos) que pueden causar una ITU.
Actualmente, nuestro equipo está evaluando la eficacia con la que nuestro biomaterial puede curar las infecciones urinarias en ratones. También estamos trabajando para identificar los nutrientes específicos por los que compiten las bacterias beneficiosas y dañinas y qué factores pueden ayudar a las bacterias beneficiosas a ganar. Podríamos agregar estos nutrientes a nuestro biomaterial para liberarlos o retenerlos.
Esta investigación aún se encuentra en una etapa temprana y los usos clínicos aún no están en desarrollo, por lo que si llega a los pacientes será bueno en el futuro. Esperamos que nuestra tecnología pueda perfeccionarse y aplicarse para controlar otras infecciones bacterianas y algunas Cánceres causados por bacterias..
Sarguru SubashProfesor adjunto, Universidad A&M de Texas
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