Noves metodologies per al tractament de bacteris creixent en forma de biofilm

Abstract

Les infeccions bacterianes han esdevingut un greu problema a escala mundial per culpa del mal ús que hom ha fet dels antibiòtics. L’adquisició de resistències als antimicrobians s’ha accelerat i cada cop hi ha més bacteris resistents a tots els antibiòtics coneguts. Aquest problema es veu agreujat quan els bacteris formen un biofilm i les infeccions es tornen cròniques. Els bacteris creixents en forma de biofilm produeixen una matriu extracel·lular protectora i adquireixen així un mecanisme extra de protecció vers els antibiòtics. A més, en l’actualitat no hi ha cap antibiòtic desenvolupat que sigui capaç d’actuar específicament contra els biofilms bacterians madurs i, per tant, es necessiten nous procediments i fàrmacs per a poder tractar-los. En aquest treball s’estudien noves metodologies per al tractament de bacteris creixent en forma de biofilm des de tres punts de vista diferents. En primer lloc, s’intenta buscar noves teràpies i, per això, s’analitza l’acció antimicrobiana i antibiofilm de noves molècules, que han sigut modificades químicament per a millorar el seu potencial contra els biofilms de Staphylococcus aureus. Una part d’aquestes molècules són derivades del triclocarban i unes altres són derivades de l’àcid oleanòlic i l’àcid maslínic. En ambdós casos s’han aconseguit molècules menys tòxiques i més actives que els compostos dels quals deriven, fins i tot contra la soca de S. aureus resistent a meticil·lina (MRSA). En segon lloc, es pretén desenvolupar una tecnologia que permeti determinar, de mantera senzilla i amb precisió, la sensibilitat antibiòtica dels biofilms, ja que els mètodes que es fan servir actualment es basen en el creixement microbià en forma planctònica i no són fiables en bacteris creixent en forma de biofilm. Seguint aquest fil, s’ha desenvolupat el dispositiu “BiofilmChip”, una estructura microfluídica que permet el creixement de biofilms de manera senzilla i l’anàlisi de la seva sensibilitat sense la necessitat d’usar un microscopi confocal. En tercer i últim lloc, es volen desenvolupar noves tecnologies per al tractament de biofilms utilitzant enzims disgregadors del biofilm i fent servir mètodes alternatius d’alliberament de fàrmacs (drug delivery), com són les nanopartícules. Així, s’ha treballat amb els enzims alginat liasa i desoxiribonucleasa I (DNasa I), que degraden components de la matriu extracel·lular dels biofilms i en trenquen l’estructura, fent possible que els antibiòtics travessin aquesta barrera i puguin actuar. Per una banda, s’ha analitzat l’especificitat, l’activitat disgregadora i la sinergia amb antibiòtics de cinc alginat liases contra els biofilms de Pseudomonas aeruginosa. Per altra banda, s’ha treballat amb unes nanopartícules que milloren l’activitat de l’antibiòtic tobramicina, ja que contenen l’enzim DNasa I que permet la penetració d’aquest antibiòtic en els biofilms de S. aureus i P. aeruginosa. Aquestes nanopartícules, a més, estan marcades amb un fluoròfor, la qual cosa ha permès visualitzar la seva interacció amb la matriu extracel·lular del biofilm.