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La revista Pharmaceutics ha publicado un trabajo que describe el diseño de un sistema de nanopartículas cargado de iones de cobre y del antibiótico de amplio espectro danofloxacino y demuestra que podría ser un candidato prometedor como alternativa a los tratamientos actuales para las infecciones óseas agudas y crónicas. El estudio ha sido desarrollado por un equpo del área de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina del Ciber (Ciber-BBN). Junto ellos, ha trabajado la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y del Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre (Imas12).
El Ciber-BBN ha diseñado nanopartículas de vidrio bioactivas que funcionan como nanovehículos para transportar al tejido diana antibiótico e iones de cobre
El grupo de investigación, liderado por la Dra. María Vallet-Regí, diseñó un sistema basado en nanopartículas de vidrio bioactivas que funcionan como nanovehículos para transportar al tejido diana el danofloxacino e iones de cobre. El objetivo era buscar nuevos enfoques para tratar las infecciones óseas y prevenir el desarrollo de resistencia a los antimicrobianos.
Este enfoque trata de dar respuesta a las infecciones óseas que no responden al tratamiento, algo que ocurre en dos de cada 10 casos. Según explica el Dr. Javier Jiménez, investigador de la UCM e Imas 12 y uno de los autores principales del trabajo, “la capacidad de curación del sistema esquelético puede verse limitada en ciertas situaciones, especialmente cuando el tejido óseo queda expuesto en una herida abierta”. Como consecuencia, pueden darse “infecciones bacterianas que frecuentemente derivan a infecciones crónicas que requieren tratamientos con fármacos bactericidas durante períodos de tiempo prolongados”, añade el Dr. Jiménez.
Este nuevo enfoque trata de dar respuesta a las infecciones óseas que no responden al tratamiento, algo que ocurre en el 20% de los casos
La búsqueda de candidatos alternativos para el tratamiento de las infecciones óseas es un desafío de primer nivel. Según explica el investigador, “en un 20% de los casos el tratamiento falla por diferentes motivos“. Puede ser por la formación de las “variantes de colonia pequeña que tienen un metabolismo bajo por lo que eluden el efecto del fármaco”, pero también por la aparición de resistencias a antibióticos. En esas situaciones “es preciso recurrir a la cirugía o incluso amputar la extremidad afectada para evitar que la infección se propague”.
¿Qué han podido comprobar con el estudio?
La jefa de grupo del Ciber-BBN, la Dra. María Vallet-Regí, afirma que los resultados del estudio “demuestran que la cantidad de antibiótico danofloxacino e iones de cobre necesaria para eliminar una población bacteriana se reduce drásticamente cuando se emplea un nanosistema que combina de manera efectiva ambas estrategias”. Por lo que destaca estos sistemas como “alternativas prometedoras” frente a infecciones óseas.
Dra. Vallet-Regí: “La cantidad de antibiótico danofloxacino e iones de cobre necesaria para eliminar una población bacteriana se reduce drásticamente”
Además, han visto que la combinacion del antibiótico con cobre resulta más eficaz. Según explica Vallet, los iones de cobre habían demostrado ya su utilidad para inducir la formación de nuevos vasos sanguíneos. Además, aumentan la capacidad de diferenciación de las células madre mesenquimales hacia células óseas. Por último, actúan sobre las fibras de colágeno necesarias para la osificación y presentan actividad bactericida.
Por otra parte, el antibiótico seleccionado, el danofloxacino, presenta actividad frente a la mayoría de las bacterias gram negativas como Escherichia coli, Klebsiella y Salmonella, así como algunas gram positivas como Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae. Se trata de antibiótico de amplio espectro que además requiere de concentraciones mínimas en el tejido para su eficacia.
Las nanopartículas han mostrado una alta capacidad para transportar fármacos y permitieron la liberación gradual del antibiótico
“El nanosistema creado demostró una alta capacidad para transportar los fármacos, y permitió liberar cantidades biológicamente eficaces de iones de cobre terapéuticos y danofloxacino”, detalla el Dr. Antonio Salinas, investigador del Ciber-BBN y otro de los autores principales del estudio.
“Además, la combinación con la carga de cobre produjo una liberación más gradual del danofloxacino, que se prolongó durante más de una semana”, añade. “Hemos comprobado que los iones de cobre potenciaron el efecto del antibiótico contra E. coli y S. aureus, y el nanosistema pudo degradar una biopelícula preformada de S. aureus a una concentración mínima, lo que sugiere su idoneidad como agente bactericida”, concluye María Vallet.
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