Científicos del Centro de Regulación Genómica de España, (CRG) y la empresa Pulmobiotics S.L. crearon la primera 'píldora viva': un microbio modificado genéticamente, para tratar bacterias resistentes a los antibióticos que se expanden por los implantes médicos.

El equipo, cuyo trabajo fue publicado en 'Molecular Systems Biology', modificó una bacteria que causa enfermedad pulmonar para eliminar su habilidad para resistirse a los antibióticos y transformándola para que ataque a los microbios perjudiciales.

Según el director del CRG y coautor del estudio, Luis Serrano, este tratamiento experimental ya se ha probado con éxito en catéteres infectados in vitro, en ratones y en infecciones pulmonares.

Según Serrano, conseguir la bacteria modificada es resultado de 20 años de investigaciones, destacando que la terapia en ratones acabó con las infecciones en el 82% de los animales tratados.

Este hallazgo es el primero para enfermedad pulmonar, y un primer paso para desarrollar nuevos tratamientos para las infecciones de implantes médicos -catéteres, marcapasos e implantes prostéticos-, altamente resistentes a los antibióticos y que causan 80% de las infecciones contraídas en los hospitales.

El nuevo tratamiento se dirige específicamente a los biofilms, películas que pegan sobre una superficie las colonias de células bacterianas para protegerse de los antibióticos.

Los investigadores advierten que las bacterias asociadas a los biofilms pueden ser 1.000 veces más resistentes a los antibióticos que las bacterias libres, como el Staphylococcus aureus, una de las especies de bacterias más comunes asociadas a biofilms, que no responden a los antibióticos convencionales, y que hacen necesario intervenir quirúrgicamente a los pacientes para extraer los implantes médicos infectados .

En esta investigación, la hipótesis de partida consistió en introducir organismos vivos -bacterias- que produjeran enzimas directamente en las inmediaciones de los biofilms como una forma más segura y económica para tratar las infecciones.

Serrano explicó que "las bacterias son un vector ideal, ya que tienen genomas pequeños que pueden modificarse mediante la simple manipulación genética".

Además, eligieron modificar el Mycoplasma pneumoniae, una especie común de bacterias que afecta al pulmón que no tienen pared celular, lo que permite liberar más fácilmente las moléculas terapéuticas que combaten la infección y, al mismo tiempo, evita su detección por parte del sistema inmunitario humano.

"Las bacterias son vehículos ideales para la 'medicina viva' porque pueden transportar cualquier proteína terapéutica para tratar la causa de una enfermedad", añadió Serrano, destacando que "ha sido diseñada para cumplir con todos los estándares de seguridad y eficacia".

Según Pulmobiotics, el próximo reto "es abordar la producción y fabricación a gran escala, y esperamos comenzar los ensayos clínicos en 2023", dijo Maria Lluch, directora científica de la firma.

Redacción

El alemán Benjamin List y el británico David MacMillan fueron los ganadores del premio Nobel de Química, por haber desarrollado hace dos décadas un nuevo tipo de catálisis, la organocatálisis asimétrica, una nueva herramienta para construir moléculas.

Según la Real Academia de las Ciencias de Suecia, este trabajo ha tenido un gran impacto en la industria farmacéutica y ha contribuido a hacer una química más ecológica.

"concepto ingenioso"

"Este concepto de catálisis es tan simple como ingenioso; de hecho, muchos se preguntan por qué no se nos ocurrió antes", dijo el presidente del Comité del Nobel de Química, Johan Åqvist, quien aseguró que los científicos premiados llevaron la construcción molecular "a otro nivel".

Gracias a esta herramienta es posible construir grandes volúmenes de moléculas asimétricas de forma más simple, lo que permite a las farmacéuticas producir de forma artificial sustancias curativas y optimizar la fabricación de medicamentos ya existentes.

La integrante del Comité del Nobel de Química Pernilla Wittung-Stafshede sostuvo que los premiados desarrollaron "una técnica realmente elegante" e iniciaron "una forma totalmente nueva de pensar en cómo unir las moléculas químicas".

Con esta técnica se logran reacciones químicas que "son precisas, baratas, rápidas y respetuosas con el medioambiente", agregó la experta.

Los químicos empezaron a explorar en el siglo XIX las formas en que las sustancias reaccionaban unas con otras, pero fue el sueco Jacob Berzelius quien hacia 1835 encontró un patrón y habló de fuerza catalítica y de catálisis.

Desde entonces se han descubierto multitud de catalizadores, sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas, que han permitido extraer miles de sustancias usadas en plásticos, perfumes, aromatizantes alimenticios o medicinas.

Pero todos los catalizadores descubiertos hasta 2000 pertenecían a dos grupos: metales o enzimas.

Ya desde la década de 1990 los científicos intentaban desarrollar nuevas variantes. Benjamin List trabajaba por entonces con anticuerpos catalíticos, rediseñados para producir reacciones químicas, y se planteó si era necesario que los aminoácidos fueran parte de una enzima para catalizar una reacción o si un aminoácido solo, u otra molécula simple, podría hacer la misma tarea.

Así decidió probar si la prolina, uno de los aminoácidos que forman las proteínas de los seres vivos, podía catalizar una reacción aldólica, que une átomos de carbono de diferentes moléculas.

Barata y ecológica

List demostró que la prolina no solo era un catalizador eficiente, sino que podía producir catálisis asimétrica, además de ser más simple, barata y ecológica que los metales y las enzimas, y publicó sus resultados en el año 2000.

Durante la época en que List realizaba esos experimentos, David MacMillan, trabajaba en mejorar la catálisis asimétrica pero usando metales, una idea que acabó desechando para centrarse en diseñar moléculas orgánicas simples.

MacMillan pensó que si quería que catalizasen una reacción debían formar un ion de iminio, que contiene un átomo de nitrógeno, con una inherente afinidad por los electrones: de este modo seleccionó varias moléculas orgánicas con las propiedades necesarias y comprobó que funcionaban de forma eficiente.

El investigador británico ideó también el término para el nuevo concepto de catálisis, la organocatálisis, un campo que se ha desarrollado a gran velocidad desde entonces y que tanto List como MacMillan siguen liderando.

Los galardonados suceden a la francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer Doudna, quienes recibieron el año pasado el Nobel de Química por el descubrimiento de CRISPR-Cas9, un método para la edición genética. Ambos se dividirán a partes iguales el premio de 10 millones de coronas suecas (US$ 1,1 millón).

La ronda de ganadores continúa hoy con el Nobel de Literatura y seguirá el viernes con el de la Paz, cerrando el lunes con el de Economía.

2000 año en que Benjamin List publica los primeros resultados de sus investigaciones que en los años siguientes tuvieron gran impacto.