Resistencia a los antibióticos: los investigadores "entrenan a las células" para poner fin a la crisis mortal

Las superbacterias resistentes a los medicamentos han amenazado la salud humana durante décadas. La situación está empeorando debido a la escasez de nuevos antibióticos. Pero, ¿qué sucede si cambiamos la forma en que intentamos tratarlos y entrenamos a nuestras células para matar a estos invasores en lugar de confiar en los antibióticos para hacer el trabajo sucio? Esta nueva estrategia, llamada defensa dirigida por el anfitrión, podría ayudar a resolver el problema de resistencia a los antibióticos.

La resistencia a los antibióticos es una preocupación creciente para la salud mundial. Un informe reciente encargado por el gobierno británico muestra que cada año alrededor del mundo alrededor de 700,000 personas murieron debido a infecciones causadas por bacterias resistentes a los medicamentos. El informe también advirtió que, sin acción, el número de muertos podría aumentar a 10 millones a nivel mundial y costar US $ 80 billones a la economía mundial.

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La resistencia a los medicamentos también es un problema grave en los Estados Unidos. Más de 23,000 personas mueren cada año debido a patógenos resistentes a múltiples medicamentos y le cuestan al país alrededor de $ 55 mil millones por año. Los principales culpables de los Estados Unidos son los resistentes a la meticilina. Staphylococcus aureus (MRSA), resistente al carbapenem Enterobacterias (CRE), y Clostridium difficile.

La escasez de nuevos fármacos antibacterianos en desarrollo para enfrentar la creciente amenaza es una tendencia inquietante. Un patógeno que es resistente a un medicamento reservado para tratar infecciones cuando todos los demás han fallado es una preocupación particular. Este es el caso de los patógenos resistentes al carbapenem.

La disminución de los fármacos antibacterianos junto con la aparición de patógenos resistentes a los fármacos exige enfoques alternativos.

En el laboratorio de Malay Haldar, junto con otros proyectos, mis colegas y yo estamos estudiando cómo los factores en un huésped animal juegan un papel en la respuesta a las infecciones. Para probar el enfoque, estamos haciendo este trabajo utilizando un modelo de ratón de infecciones. Nuestro objetivo es encontrar rasgos o factores novedosos del huésped que puedan ser dirigidos para estimular la respuesta inmune de un individuo lo suficientemente alta como para matar a los microbios ofensores. El factor del huésped que estamos investigando se llama Spi-C, un gen que se encuentra en cada célula del cuerpo humano.

Factores de host de destino

Mi interés en los factores de acogida surgió durante mis estudios de posgrado. Mientras trabajaba en mi Ph.D. proyecto de investigación, aprendí que los factores del huésped, una variedad de rasgos intrínsecos a los humanos, juegan un papel importante en las infecciones bacterianas. Esto me inspiró a investigar cómo el sistema inmunológico del huésped combate las bacterias.

Los nuevos conocimientos sobre la defensa del huésped contra los patógenos han llevado a los investigadores a explorar una nueva estrategia llamada terapia dirigida al anfitrión (HDT, por sus siglas en inglés), una idea relativamente reciente que solo ha existido durante aproximadamente una década.

El objetivo de la HDT es mejorar y amplificar la respuesta inmune del huésped para matar patógenos, en lugar de depender exclusivamente de medicamentos antibacterianos. Al enfocarse en los factores del huésped y al administrar un tratamiento con antibióticos, los HDT brindan un doble golpe.

El cuerpo responde de forma natural a las infecciones con inflamación, un proceso en el que poblaciones específicas de células inmunitarias atacan y matan a las bacterias invasoras al comerlas o usarlas con proteínas. Sin embargo, la inflamación incontrolada desencadena la producción de proteínas que pueden causar insuficiencia multiorgánica e incluso pueden matar al huésped. Por lo tanto, el control de la inflamación es crucial para combatir los patógenos, así como para proteger el cuerpo de la hiperinflamación.

Los HDT incluyen un conjunto de tratamientos que estimulan la respuesta del huésped a los patógenos y también lo protegen de una respuesta inmune exagerada. Los HDT incluyen terapia celular, en la que se inyecta una población específica de células de la médula ósea en el cuerpo del huésped para prevenir una respuesta inmune excesiva y lesiones en los tejidos. Otro HDT involucra medicamentos comúnmente usados ​​para enfermedades no infecciosas. Las estatinas y el ibuprofeno, por ejemplo, calman la respuesta del huésped a las infecciones. Los medicamentos biológicos, las moléculas de moléculas complejas producidas por la tecnología del ADN recombinante, también lo hacen neutralizando proteínas de pequeño tamaño y reduciendo el daño tisular. También se ha demostrado que los productos nutricionales, como la vitamina D3, causan que las células inmunitarias del huésped liberen sustancias antibacterianas que mejoran la eliminación de patógenos.

Los HDT junto con los fármacos antibacterianos son muy prometedores en el tratamiento de varios patógenos resistentes a múltiples fármacos, especialmente contra Tuberculosis micobacteriana, el patógeno que causa la tuberculosis, una de las 10 principales causas de muerte en todo el mundo.

Tratamientos de personalización de infecciones.

En la última década, los investigadores han avanzado mucho en la investigación del factor huésped, lo que ha llevado a nuevas estrategias terapéuticas.

Una de ellas es la medicina personalizada, en la que un plano genómico puede determinar las susceptibilidades únicas de un individuo a las enfermedades y elegir las terapias adecuadas.

Este concepto se aplica en enfermedades no infecciosas como el cáncer. Sin embargo, la aplicación del concepto en enfermedades infecciosas es muy reciente. No obstante, la medicina personalizada nos lleva a especular por qué algunas personas son más propensas a las infecciones que otras. Mis colegas y yo creemos que estas diferencias pueden ser causadas por diferencias sutiles en el ADN de los genes del factor huésped. Al conectar estas diferencias, llamadas polimorfismos, al nivel de vulnerabilidad de los individuos a las infecciones, esperamos que nuestra investigación contribuya a la medicina de precisión de las infecciones bacterianas.

Nuestra búsqueda de un nuevo factor de host

Mis colegas en el laboratorio de Haldar y yo estamos explorando el papel de Spi-C en la infección bacteriana. Spi-C es esencial para el desarrollo de un tipo específico de población de células en el bazo que regula el almacenamiento de hierro en el cuerpo. El hierro es esencial para el transporte de oxígeno en los glóbulos rojos.

Pero, durante las infecciones, las bacterias también requieren hierro. Lo necesitan para crecer, y compiten con el anfitrión para conseguirlo. Por lo tanto, si pudiéramos alterar la actividad del gen Spi-C, podríamos ser capaces de privar a las bacterias de este nutriente vital y así detener las infecciones sin dañar al huésped.

En un artículo reciente, resumimos el efecto del hierro en las células huésped y sus interacciones con los factores del huésped en presencia o ausencia de infecciones.

En ratones, probamos el papel del factor huésped, Spi-C, como una forma de defender al anfitrión. En este estudio, inyectamos un químico que es un componente de las bacterias en los ratones. Queríamos desencadenar cambios que ocurren en el animal durante una infección bacteriana real.

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Nuestros resultados preliminares mostraron que el factor huésped está activo en varios órganos de los ratones tratados con el químico. Creemos que esta activación juega un papel en la defensa del anfitrión. Y, de hecho, encontramos que perder la actividad de Spi-C aumentó la liberación de proteínas de pequeño tamaño que facilitan la defensa del huésped contra los patógenos en comparación con las células que tienen una actividad de Spi-C normal. Creemos que este cambio en las proteínas de tamaño pequeño podría proteger al huésped de la hiperinflamación en respuesta a la infección.

Creemos que el cambio de nuestro pensamiento de la terapia dirigida a patógenos a la terapia dirigida por el huésped nos lleva a una nueva vía de medicina de precisión, que podría ayudar a poner fin a la crisis de resistencia a los medicamentos.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Zahidul Alam. Lea el artículo original.