Bacteris contra bacteris: una ‘píndola viva’ per a la resistència als antibiòtics
Investigadors catalans proposen la modificació genètica dels microorganismes per curar les pneumònies adquirides als hospitals
BarcelonaLa salut pública deu molt al microbiòleg escocès Alexander Fleming, pare de la penicil·lina: des del seu descobriment, i durant gairebé un segle, els antibiòtics han aconseguit canviar el curs de moltíssimes infeccions causades per bacteris i salvar milions de vides arreu del món. Però ara aquesta fita científica té un risc greu associat: la resistència antimicrobiana. Cada vegada és més difícil –o impossible– tractar pneumònies, tuberculosis o gonocòccies perquè els microorganismes s'han enfortit alhora que els fàrmacs han perdut la capacitat d'atacar-los. Tot i que la mutació és un fenomen natural, l'ús massiu dels antibiòtics ha contribuït en gran manera a aquesta desprotecció, i davant d'aquesta amenaça creixent, fa temps que la comunitat científica explora vies alternatives, una de les quals la modificació genètica de bacteris que, programats al laboratori, puguin afeblir els patògens infecciosos perquè els antibiòtics funcionin. Bacteris contra altres bacteris.
Aquesta és la proposta d'un equip d'investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG) que, a través de la seva spin-off Pulmobiotics, ha dissenyat la primera píndola viva dirigida a les infeccions pulmonars. En concret, contra un patogen que s'encomana habitualment als hospitals, la Pseudomonas aeruginosa. La troballa s'ha publicat aquest dijous a la revista Nature Biotechnology.
El bacteri P. aeruginosa és una de les infeccions que més es contrauen a les unitats de cures intensives (UCI), perquè el bacteri sobreviu a la superfície dels tubs endotraqueals amb què es connecten els pacients als ventiladors mecànics. Afecta un de cada quatre ingressats que requereixen intubació i, en el cas del covid greu, la xifra s'enfila fins al 50% dels malalts. De fet, patir una pneumònia associada a la intubació allarga l'estada a l'àrea de crítics fins a un període de tretze dies i, en el pitjor dels escenaris, pot causar la mort en un de cada vuit pacients. En molts casos els antibiòtics són ineficaços, i el CRG planteja utilitzar una versió modificada del Mycoplasma pneumoniae com a tractament. La seva simplicitat (només té 684 gens i no té paret cel·lular) és ideal per a aquest exercici d'enginyeria biològica: els investigadors han alterat el genoma d'aquest bacteri, una de les espècies més petites conegudes i que està adaptada naturalment al teixit pulmonar, per extreure-li la capacitat d'infectar i l'han reformulat perquè només ataqui el bacteri que causa la pneumònia.
"És el que anomenem píndola viva: el bacteri s'altera genèticament perquè només s'activin els gens que, de forma controlada, específica i local, poden atacar el bacteri causant de la infecció, en aquest cas P. aeruginosa", explica la doctora Maria Lluch, directora científica de Pulmobiotics i coautora de l'estudi. ¿Però com s'aconsegueix que les capacitats naturals d'un bacteri siguin un agent terapèutic contra un altre bacteri? Els microorganismes resistents als antibiòtics s'embolcallen en unes biopel·lícules, que Lluch defineix com a mantes gruixudes, l'objectiu de les quals és sobreviure i frenar l'acció dels fàrmacs. L'antibiòtic per ell sol no pot superar aquesta escorça impenetrable, i caldrien dosis molt elevades que serien tòxiques per a l'organisme. "La píndola viva s'ha d'entendre com un Lego: es dota el bacteri atenuat [perquè sigui segur per al pulmó] de les peces, els gens, que tenen la capacitat de produir proteïnes per matar o inhibir el creixement de diverses soques de Pseudomonas i, així, trencar l'escut protector amb què es protegeix el patogen i que el fa resistent als fàrmacs", explica la investigadora.
Una fàbrica de proteïnes
A través d'un nebulitzador, un dispositiu que transforma el medicament líquid en una boira que s'inhala a través d'una màscara, el bacteri viu arriba als pulmons, obre orificis a les parets cel·lulars i crea uns punts d'entrada fonamentals perquè els antibiòtics les envaeixin i dissolguin les infeccions des de l'origen. "La píndola viva actua com una fàbrica de proteïnes al pulmó que trenca les biopel·lícules resistents", diu Lluch. Segons els resultats de l'estudi, el tractament, que s'ha provat en ratolins i s'elimina del cos en un període de quatre dies, ha demostrat que redueix les infeccions pulmonars agudes i duplica la taxa de supervivència.
La píndola viva no només permetria administrar menys dosis d'antibiòtics, sinó recuperar aquells que havien quedat descartats per ineficaços. "Creiem que és una nova estratègia prometedora per abordar la principal causa de mortalitat hospitalària", afirma Lluch. La idea de modificar genèticament bacteris perquè acompleixin funcions terapèutiques noves, específicament triades, no és nova i, de fet, ja s'ha fet servir per a altres patologies. Per exemple, amb l'Escherichia coli per a algunes malalties de la sang. Però fins ara no s'havia demostrat que funcionés en malalties respiratòries. El director del CRG, Luís Serrano, fa vint anys que va començar a explorar aquesta via.
Ara que s'ha demostrat en models animals que M. pneumoniae pot abordar les infeccions al pulmó, l'estudi obre la porta al desenvolupament de noves soques del bacteri per abordar altres tipus de malalties respiratòries com el càncer de pulmó i l'asma, ja que el bacteri es pot modificar amb una varietat de càrregues actives diferents. Per exemple, en el cas del càncer resistent a la immunoteràpia, fer servir el bacteri perquè estimuli el sistema immunitari.