Los ‘materiales vivos’ implantables que suministran medicamentos a pedido podrían ayudar a combatir las infecciones

Los ‘materiales vivos’ implantables que suministran medicamentos a pedido podrían ayudar a combatir las infecciones

Por Jackie Flynn Mogensen editado por Claire Cameron

Para tratar una infección, los médicos primero deben encontrarla y diagnosticarla. Pero un nuevo enfoque que involucre lo que los investigadores llaman “materiales vivos” podría cambiar eso fundamentalmente. Diseñada para permanecer dentro de su cuerpo y activarse cuando sea necesario para ayudar a combatir las infecciones en su origen, la estrategia podría prescindir de la necesidad de píldoras, inyecciones e incluso diagnósticos.

En un nuevo estudio publicado en Science el jueves, los investigadores describen cómo se implantó con éxito en un ratón un “material vivo” elaborado con bacterias genéticamente modificadas para tratar una infección. La tecnología, si se valida en humanos, podría usarse para ayudar a prevenir infecciones en cirugías o como una terapia a largo plazo que responda automáticamente a los patógenos.

La medicina “viva” no es totalmente nueva. Los científicos ya sabían que las bacterias pueden programarse para detectar patógenos y autodestruirse cuando lo hacen, liberando fármacos para matar al invasor.

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Pero los investigadores se han mostrado cautelosos con respecto a tales enfoques. “Una de las grandes preocupaciones que todos tenemos es que estemos inyectando bacterias vivas en nuestro cuerpo”, dice Tetsuhiro Harimoto, autor principal del estudio y becario postdoctoral en la Universidad de Harvard. “No queremos que se propaguen y causen infecciones”.

Para resolver el problema, Harimoto y sus colegas construyeron un recipiente de “hidrogel” o gelatina. Es permeable como una malla pero lo suficientemente rígido como para contener una población viva y en crecimiento de bacterias sin estallar y lo suficientemente fuerte como para soportar cierto desgaste. El material es similar a las perlas de tapioca que se pueden encontrar en el té de boba, pero más rígido, dice Harimoto.

Para asegurarse de que las bacterias no escaparan de su jaula de hidrogel, los investigadores sometieron el hidrogel a una serie de pruebas de estrés, como un experimento de “fatiga”, en el que estiraron la cápsula 10.000 veces para ver si se rompía, y lo dejaron reposar durante seis meses en un “caldo nutritivo”, dice Harimoto.

“Cada semana o dos, básicamente íbamos y probábamos el caldo para ver si había alguna bacteria. [had] salir”, dice Harimoto. “En algún momento, pensamos: ‘Está bien, creo que esto va a funcionar'”.

La prueba final implicó poner el hidrogel en un ratón. Al igual que un médico podría colocar una prótesis en un hueso roto para ayudarlo a sanar, el equipo realizó una cirugía similar en ratones. Algunos de los roedores recibieron una prótesis tratada con un hidrogel “vivo” que tenía bacterias diseñadas para detectar un patógeno, Pseudomonas aeruginosa, mientras que otros no recibieron el clavo tratado.

Para simular una infección, los investigadores también introdujeron P. aeruginosa en el sitio de la cirugía. En ratones a los que se les implantó el hidrogel “vivo”, el patógeno tuvo más dificultades para replicarse. “Vimos una gran diferencia entre el que se trata con materiales vivos diseñados y el que se trata sin terapias”, dice Harimoto.

Los resultados sugieren que los hidrogeles podrían usarse para contener bacterias diseñadas que combaten infecciones durante meses, una novedad, dice Quanyin Hu, profesor asociado de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Wisconsin-Madison, coautor de un comentario relacionado en Science pero que no participó en el estudio. “El mayor avance de este estudio es que pueden contener estas bacterias en el sitio de implantación sin que se filtren”, dice.

En teoría, dice Hu, esta tecnología también podría usarse para ayudar a prevenir la reaparición de tumores, tratar la inflamación o administrar otros medicamentos.

Ese trabajo ya está en marcha: en agosto Harimoto planea abrir un laboratorio en la Universidad de Cornell para probar otras aplicaciones de estos “materiales vivos” programables, incluso para enfermedades como el cáncer. “Algunas de las cosas que nos entusiasman [are] realmente aplicar esto a una variedad de enfermedades diferentes”, dice.

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