Los resultados demuestran que las nanopartículas podrían ser utilizadas para neutralizar las toxinas producidas por un gran número de bacterias, entre ellas algunas resistentes a los antibióticos, y podrían contrarrestar la toxicidad del veneno de un ataque de serpiente o escorpión, señala Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Universidad de Califo ia, en San Diego (EE.UU.) . Zhang dirigió la investigación.
Las 'nanoesponjas' se dirigen a las, así llamadas, toxinas formadoras de poros, que matan a las células haciendo agujeros en ellas. Las toxinas formadoras de poros son una de las clases más comunes de toxinas de proteínas en la naturaleza, y son secretadas por muchos tipos de bacterias, entre ellas el Staphylococcus aureus, del que algunas cepas resistentes a los antibióticos, llamadas MRSA por sus siglas en inglés, son endémicas en los hospitales de todo el mundo y causan decenas de miles de muertes anualmente. También están presentes en muchos tipos de veneno de animales.
Hay una amplia gama de terapias existentes diseñadas para atacar la estructura molecular de las toxinas formadoras de poros y desactivar las funciones de matanza celular. Pero deben ser personalizadas según las diferentes enfermedades y afecciones, y hay más de 80 familias de estas proteínas nocivas, cada una con una estructura diferente. Con la nueva terapia de nanoesponja, señala Zhang, "podemos neutralizar a todas y cada una de ellas, independientemente de su estructura molecular".
Envoltorio de glóbulo: Esta ilustración muestra el núcleo de polímero sólido de la nanoesponja (en verde) rodeado por una membrana de glóbulo rojo (en rojo). Las estructuras azules representan toxinas absorbidas.
Zhang y sus colegas han logrado envolver membranas de glóbulos rojos reales alrededor de nanopartículas poliméricas biocompatibles. Un único glóbulo rojo proporciona suficiente material de membrana para producir más de 3.000 nanoesponjas, y cada una tiene alrededor de 85 nanómetros (un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro) de diámetro. Dado que las células rojas de la sangre son un objetivo principal de las toxinas formadoras de poros, las nanoesponjas actúan como señuelos una vez presentes en el torrente sanguíneo, absorbiendo las proteínas perjudiciales y neutralizando su toxicidad. Y puesto que son tan pequeñas, las nanoesponjas superan con creces a la cantidad de glóbulos rojos reales en el sistema, señala Zhang. Esto significa que tienen una probabilidad mucho mayor de interactuar con las toxinas y absorberlas, y por tanto desviar las toxinas lejos de sus objetivos naturales.
En los ensayos con animales, los investigadores mostraron que la nueva terapia aumentó en gran medida la tasa de supervivencia de los ratones que recibieron una dosis letal de uno de las más potentes toxinas formadoras de poros. Las biopsias de hígado tomadas varios días después de la inyección no revelaron ningún daño, lo que indica que las nanoesponjas, junto con las toxinas secuestradas, fueron digeridas con seguridad después de acumularse en el hígado.
Si el fármaco puede lograr la aprobación reglamentaria, Zhang señala que la aplicación más importante sería el tratamiento de infecciones bacterianas, especialmente las que involucran a bacterias resistentes a los antibióticos. La neutralización de toxinas producidas por bacterias no solo protege el cuerpo, sino que también puede debilitar las bacterias contra el sistema inmune, ya que las bacterias ya no pueden confiar en las toxinas para su protección, asegura Zhang. Esta es una de las ideas en las que se sustenta un enfoque relativamente nuevo para el tratamiento de infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos, llamado terapia antivirulencia.
Zhang señala que su grupo espera llevar a cabo ensayos clínicos de la terapia de nanoesponjas pronto, y se muestra optimista sobre sus perspectivas. El polímero que constituye su núcleo ya está aprobado por la Agencia Estadounidense del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés), y la membrana de glóbulo rojo es segura ya que se toma del cuerpo, afirma. En comparación con otros tipos de fármacos, señala Zhang, "creo que van a darse muchos menos obstáculos para los ensayos clínicos y la aprobación".