Un material hecho a partir de botellas de plástico puede acabar con las infecciones por hongos resistentes a los medicamentos que, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (EEUU), se convertirán en un problema de salud más grave en los próximos años.
Las bacterias y hongos resistentes a los antibióticos causan la muerte de, al menos, a 23.000 personas en EEUU cada año, y muchas de estas infecciones microbianas son adquiridas por personas que están hospitalizadas por otras razones. Varios grupos de investigación de todo el mundo están explorando varios modos de abordar el problema, entre ellos, mediante la captura de nuevos tipos de antibióticos y la creación de suturas recubiertas con bacterias capaces de matar los virus.
Otro método implica el uso de materiales biológicamente activos que perforan agujeros en las membranas que rodean a cada célula microbiana. Estos compuestos atacan dichas membranas e imitan una de las defensas naturales del cuerpo: los péptidos antimicrobianos, que se insertan en la membrana exterior de un microbio y lo revientan. IBM Research ha desarrollado un compuesto de este tipo. Se trata de una pequeña molécula que se autoensambla en un complejo parecido a un polímero capaz de acabar con el hongo Candida albicans que infecta los ojos de los ratones. El trabajo se acaba de publicar Nature Communications.
"Por lo general, resulta difícil crear agentes antifúngicos puesto que las células fúngicas son muy similares a las humanas", señala el químico de materiales en la Universidad de Michigan (EEUU) Kenichi Kuroda, que también trabaja con materiales antimicrobianos. La dificultad es que muchos de los medicamentos usados para matar microbios lo hacen saboteando un proceso molecular dentro de las células del patógeno. Y aunque la maquinaria molecular de las bacterias es, por lo general, suficientemente distinta de la maquinaria celular humana como para evitar efectos de superposición, las células fúngicas son mucho más similares.
El nuevo compuesto de IBM aún no ha sido probado en humanos, pero los investigadores señalan que en ratones con una infección por candida en los ojos, el compuesto mató el hongo con mayor eficacia y sin causar daños, en comparación con un medicamento antifúngico de uso común. Y mientras que el hongo desarrolló resistencia a un medicamento antifúngico existente después de seis tratamientos, no la experimentó frente al nuevo compuesto, incluso después de 11 tratamientos, según informó el equipo.
Esa capacidad para evitar la resistencia podría ser debida al hecho de que el compuesto funciona mediante el ataque a la membrana exte a de los microbios. A diferencia de los antibióticos, que suelen funcionar de forma más lenta, y por tanto permiten que una población de bacterias desarrolle resistencia a la función de un medicamento, "este tipo de biomateriales tienen una acción rápida", afirma Kuroda, que también se centra en atacar las membranas microbianas.
IBM desarrolló este material similar a un polímero gracias a técnicas bien establecidas en la microelectrónica, pero relativamente nuevas para la biología, según señala el científico de materiales de IBM James Hedrick, que dirige el trabajo. El compuesto pertenece a una rama de materiales, a veces, conocidos como gafas moleculares. El compuesto comienza en forma de muchas pequeñas moléculas individuales, pero en el agua dichas moléculas se unen para crear una estructura más grande y similar a un polímero, aunque con enlaces más débiles entre cada molécula. Esto significa que el material se degrada con el tiempo.
"Con el tiempo se desmorona y pasa a través del cuerpo", afirma Hedrick. "Lo suyo es que haga su trabajo y luego desaparezca, y no se acumule en el cuerpo, en las vías de agua y en los alimentos".
El material de partida proviene de un plástico común conocido como PET. Hedrick señala que cada vez que necesita más material de partida, simplemente va a la papelera de reciclaje más cercana en el edificio de IBM Research, con sede en San José (EEUU), coge una botella de plástico y le corta un trozo.
Junto a colaboradores en Singapur, que se encargan de la rama de pruebas con animales del proyecto, Hedrick asegura que un compuesto similar es capaz de acabar con una infección bacteriana resistente a los antibióticos conocida como SARM (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina). Mediante la inyección del compuesto en las venas de la cola de los ratones, los investigadores han sido capaces de eliminar una infección por SARM de la sangre.
"Podemos hacer muchas cosas con estos compuestos", afirma Hedrick. "Podemos convertirlos en hidrogeles para el tratamiento de infecciones de la piel por SARM e incluirlos en cualquier producto, desde champú hasta enjuague bucal".