Investigadores de la Universidad de California en San Diego han desarrollado un sistema de microrobot para tratar la neumonía bacteriana. Los microrobots consisten en células de algas vivas que pueden nadar de manera muy efectiva en fluidos biológicos, lo que les permite navegar por los pulmones y administrar medicamentos a áreas de difícil acceso. Las células de algas están repletas de esferas de polímero cargadas de antibióticos que están recubiertas con membranas celulares de neutrófilos, que les ayudan a neutralizar las moléculas inflamatorias que liberan las bacterias en los pulmones, proporcionando un efecto antiinflamatorio localizado. En pruebas en ratones con neumonía bacteriana, los microrobots ayudaron a eliminar la infección. Todos los ratones tratados sobrevivieron durante al menos 30 días, mientras que los ratones no tratados murieron en tres días.
La neumonía bacteriana puede tener consecuencias nefastas para los pacientes, sobre todo porque a menudo puede desarrollarse cuando alguien está ventilado mecánicamente y ya se encuentra en una condición grave. También puede resultar difícil de tratar. La simple administración de grandes dosis de antibióticos en el torrente sanguíneo puede no funcionar tan bien, ya que muy poca dosis termina donde se necesita, en los pulmones.
Se necesitan terapias más específicas y eficaces. Esto llevó a estos investigadores de la UCSD a crear una terapia localizada que puede nadar activamente hacia los pulmones y administrar medicamentos exactamente donde se necesitan. "Nuestro objetivo es administrar medicamentos de forma dirigida a partes del cuerpo más difíciles, como los pulmones", dijo Liangfang Zhang, uno de los creadores de los nuevos microrobots. “Y queremos hacerlo de una manera que sea segura, sencilla, biocompatible y duradera. Eso es lo que hemos demostrado en este trabajo”.
Los investigadores eligieron las algas como vehículo de administración de antibióticos. Las células de las algas son muy hábiles para nadar a través de fluidos biológicos, como el moco espeso que suele estar presente en los pulmones de alguien con neumonía. Adjuntaron esferas de polímero cargadas de antibióticos al exterior de las células de las algas y también cubrieron las esferas con membranas de neutrófilos para lograr una acción antiinflamatoria adicional.
Probaron los microrobots en ratones con neumonía causada por Pseudomonas aeruginosa . Este tipo de neumonía tiende a ocurrir en pacientes que han sido sometidos a ventilación mecánica y puede poner en peligro la vida. El equipo introdujo los microrobots en los pulmones mediante un tubo insertado en la tráquea. En los ratones tratados, la infección desapareció después de una semana y todos sobrevivieron, mientras que los ratones no tratados murieron en tan solo tres días. El enfoque también fue más eficaz que los antibióticos intravenosos y requirió una fracción de la dosis para tratar eficazmente la infección.
“Con una inyección intravenosa, a veces sólo una fracción muy pequeña de antibióticos llega a los pulmones. Es por eso que muchos de los tratamientos antibióticos actuales para la neumonía no funcionan tan bien como se necesita, lo que lleva a tasas de mortalidad muy altas en los pacientes más enfermos”, afirmó Victor Nizet, otro investigador involucrado en el estudio. "Con base en estos datos de ratones, vemos que los microrobots podrían mejorar potencialmente la penetración de antibióticos para matar patógenos bacterianos y salvar la vida de más pacientes".
Estudio en Nature Materials : microrobots modificados con nanopartículas para la administración de antibióticos in vivo para tratar la neumonía bacteriana aguda
Vía: UCSD