La Organización Mundial de la Salud (OMS) alerta de la creciente resistencia de las bacterias infecciosas a los fármacos. De hecho, más de 1,2 millones de personas murieron en 2019 como consecuencia directa de infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos, según la estimación más completa hasta la fecha de su impacto mundial. Unas bacterias que se están convirtiendo en una emergencia sanitaria global. En este escenario, los investigadores llevan tiempo estudiando alternativas a los antibióticos, así como maneras de acceder a las bacterias. Es el caso del Institut Català d’Investigació Química (ICIQ-CERCA), donde tienen en marcha dos proyectos, el Light4Lungs y el Breakthrough.
«Estudiamos alternativas eficaces a los antibióticos a partir de la luz», comenta la Dra. Maria Méndez, investigadora postdoctoral del proyecto Light4Lungs, del grupo del Prof. Palomares. Como su nombre indica, la investigación se centra en las infecciones pulmonares y para conseguirlo ponen sobre la mesa su experiencia en nanomateriales. Lo que proponen es matar selectivamente a las bacterias con terapia fotodinámica inhalable (PDT). «La luz azul es la más adecuada para tal efecto. En este caso es una luz que no mata directamente a la bacteria. Esta contiene una porfirina, una molécula que absorberá la luz proveniente de las partículas creadas por nosotros y que a su vez generará especies tóxicas para las bacterias», describe la doctora. La partícula adecuada se suministrará con un clásico inhalador, que enviará luz azul en el espectro visible, es decir, luz que el ojo humano es capaz de percibir. A partir de aquí se iniciará una reacción en cadena hasta llegar a las moléculas de las bacterias. Las variables a tener en cuenta aquí son diversas. «El componente que se ingiera debe ser biocompatible y una vez inhalada la partícula, la luz debe ser persistente en el tiempo y llegar a la totalidad de la zona afectada. Finalmente, en el momento en que se apague, en el interior del organismo, lo ideal es eliminar completamente el material de los pulmones para que no sea invasiva». El proyecto Light4Lungs echó a andar en 2019, justo antes de la pandemia y finalizará en 2024. Liderado por el profesor Santi Nonell de IQS School of Engineering, reúne a ocho socios europeos.
Breakthrough, por su parte, es un consorcio europeo creado con el objetivo de que las bacterias sean susceptibles a los antibióticos de atención estándar actuales (SOC). En este sentido, el Prof. Rubén Martín, líder de grupo de investigación, explica que existen dos tipos de bacterias, que se diferencian por su tinción: las grampositivas y las gramnegativas. «Como todo organismo, todo el mundo se adapta, los seres humanos y también las bacterias y si bien las primeras poseen una única membrana externa, las segundas disponen de dos, siendo la externa sumamente sólida, impenetrable».
‘Light4Lungs’ y ‘Breakthrough’ abren nuevas perspectivas de trabajo en el Institut
Así las cosas, mientras que los antibióticos actuales son efectivos para la práctica totalidad de las grampositivas, son ineficaces para las gramnegativas. Para salvar este importante escollo, «lo que hacemos es diseñar fármacos que consigan que estas membranas sean permeables, de manera que se abra un canal por el que los antibióticos lleguen al corazón de la bacteria para, una vez allí, poder matarla». Con esta finalidad, los investigadores desarrollarán inhibidores de tres maquinarias de proteínas responsables del mantenimiento de la fortaleza de esta membrana externa.
Para ello se ha creado este consorcio académico-industrial, financiado por la Unión Europea, que acaba de arrancar y que durará cuatro años, una red de doctorados interdisciplinaria, en la que el Prof. Rubén Martín es el único químico, quien se encargará del diseño de los fármacos. «Obviamente, necesitamos la intervención de microbiólogos, que entiendan la membrana a nivel molecular y también se deberán hacer estudios de pez cebra, cuyo genoma coincide, aproximadamente, en un 75% con el del ser humano».
En definitiva, son dos proyectos que suman esfuerzos para frenar una tendencia que podría convertirse en crisis global.