Por mucho que se esterilicen, los implantes médicos, como catéteres o marcapasos, pueden infectarse por biofilms, colonias de células bacterianas que se pegan sobre una superficie. Estas impenetrables capas impiden que los antibióticos o el sistema inmunitario humano destruyan las bacterias allí incrustadas, haciéndolas hasta mil veces más resistentes a los antibióticos que las bacterias libres.
La solución a estas infecciones pasa por intervenir quirúrgicamente a los pacientes para extraer los implantes médicos infectados. La alternativa es introducir anticuerpos o enzimas que destruyan a las bacterias del biofilm, pero estos son altamente tóxicos para las células sanas.
Ahora, científicas y científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) y de Pulmobiotics S.L. (una reciente spin-off del mismo centro) han modificado la bacteria Mycoplasma pneumoniae para hacer que transporte hasta el implante a estas enzimas, que así pueden actuar localmente.
Biología sintética: reconstruir una bacteria ‘mala’ para ayudarnos
Las bacterias son un vector ideal, ya que tienen genomas pequeños que pueden modificarse mediante la simple manipulación genética.
Lo primero que hizo el equipo científico fue modificar a M.pneumoniae (una causa común de infecciones respiratorias) para que no causara enfermedades.
A continuación, introdujeron otros cambios en su ADN que le permitían producir dos enzimas que disuelven los biofilms y atacan a las bacterias incrustadas.
Por primera vez se ha modificado una bacteria (M.pneumoniae) y se ha usado en ratones para combatir a otras bacterias
Para comprobar su funcionamiento, se inoculó esta ’píldora viva’ bajo la piel a ratones que tenían catéteres infectados: el tratamiento acabó con las infecciones en el 82% de los animales.
Un pequeño primer paso para la bacteria, un gran paso para la medicina viva
El primer objetivo es usar las bacterias modificadas para tratar los biofilms alrededor de tubos endotraqueales, ya que M. pneumoniae está naturalmente adaptado al pulmón.
“Nuestro próximo reto es abordar la producción y fabricación a gran escala, y esperamos comenzar los ensayos clínicos en 2023”
María Lluch, co-autora del estudio y directora científica de Pulmobiotics
Pero las bacterias modificadas también podrán aplicarse a largo plazo en otras enfermedades. “Una vez que llegan a su destino, los vectores bacterianos ofrecen una producción continua y localizada de la molécula terapéutica. Como cualquier vehículo, nuestras bacterias pueden modificarse con cargas distintas dirigidas a enfermedades diferentes, con más aplicaciones potenciales en el futuro,” dice Luis Serrano, director del CRG y co-autor del estudio.
Pulmobiotics acaba de recibir el Premio Nacional de Innovación a la creación de una empresa con base científica. Esta es una nueva categoría, estrenada el año pasado, de los Premios Nacionales de Investigación, el máximo reconocimiento a la actividad científica en Cataluña, otorgado por la Generalitat de Catalunya y la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRI).
Garrido et al. Engineering a genome-reduced bacterium to eliminate Staphylococcus aureus biofilms in vivo. Mol Syst Biol (2021)17:e10145 https://doi.org/10.15252/msb.202010145