Las bacterias carnívoras parecen algo que se podría imaginar un autor de ciencia ficción emprendedor, pero, de hecho, son reales y las infecciones que causan pueden provocar desfiguración, pérdida de extremidades e incluso la muerte.
Según comentó el microbiólogo Michael Caparon, Ph.D., de la Universidad de Washington en St. Louis en una entrevista, "las infecciones carnívoras son muy difíciles de tratar y ponen en peligro la vida". Además, los antibióticos actuales suelen ser ineficaces, porque no pueden llegar a las bacterias lo suficientemente bien como para tener un efecto.
Caparon y sus compañeros han estado trabajando en un nuevo antibiótico que ha demostrado ser eficaz contra ciertas bacterias en condiciones de laboratorio. Ahora, lo han puesto a prueba contra una infección real y viva y han descubierto que reduce el tamaño de las infecciones causadas por bacterias carnívoras y acelera la curación en ratones. Los resultados se publicaron en Science Advances.
La fascitis necrotizante es la que provocan estas bacterias y que se produce cuando los microbios se infiltran bajo la piel y empiezan a destruir el tejido conectivo que rodea los músculos. Un culpable habitual es el Streptococcus pyogenes, que también puede provocar faringitis estreptocócica e infecciones cutáneas más leves llamadas impétigo.
Las infecciones que causan las bacterias carnívoras pueden provocar hasta la muerte
Caparon y el microbiólogo Scott Hultgren, Ph.D., también de la Universidad de Washington, se unieron originalmente para estudiar cómo una bacteria llamada Enterococcus faecalis causa infecciones del tracto urinario en personas con catéteres, una de las infecciones más comunes que contraen los pacientes en los hospitales.
Se dieron cuenta de que el catéter irrita la vejiga y hace que las células de la vejiga libera una molécula cicatrizante llamada fibrinógeno, que se acumula en el catéter y es un objetivo al que se adhiere E. faecalis.
Hultgren había trabajado previamente con un químico de la Universidad de Umeå en Suecia, Fredrik Almqvist, para desarrollar compuestos que impidieran que una bacteria diferente, la E. coli, se uniera a las superficies. Caparon y Hultgren decidieron probar si los compuestos sintéticos elaborados por el grupo de Almqvist también podían impedir que la E. faecalis se uniera a los catéteres. En cambio, los medicamentos mataron a las bacterias por completo.
"Obtuvimos el resultado que queríamos, pero por una razón diferente", dijo Caparon. Pruebas posteriores descubrieron que todas las bacterias grampositivas (como E. faecalis) a las que expusieron los compuestos murieron, mientras que las bacterias gramnegativas (como E. coli) se salvaron. En consecuencia, llamaron a los medicamentos GmPcides.
Caparon: "Los grampositivos incluyen muchos patógenos importantes"
"Los grampositivos incluyen muchos patógenos importantes", comentó Caparon, incluidas bacterias resistentes a los antibióticos como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (comúnmente llamado MRSA) y los enterococos resistentes a la vancomicina (conocidos como VRE).
Una vez que los GmPcides demostraron su eficacia en los tubos de ensayo, Caparon y Hultgren le dieron a uno de los medicamentos, llamado PS757, su mayor desafío hasta el momento. El PS757 fue desarrollado por el colaborador de Almqvist en la Universidad de Umeå, el Dr. Pardeep Singh.
Trabajando en el laboratorio de Caparon, el Dr. Zongsen Zou, tomó un modelo de ratón que, cuando se le inyecta S. pyogenes, desarrolla úlceras infecciosas y lo trató con inyecciones de PS757.
"El PS757 redujo drásticamente la cantidad de daño tisular que causa la úlcera", afirmó Caparon. Además de desarrollar infecciones más pequeñas, los ratones tratados también se curaron más rápido que los ratones no tratados. A los 12 días después de la infección, 15 de los 20 ratones tratados habían eliminado la costra que crece sobre estas úlceras y la habían reemplazado con piel nueva y sana, mientras que solo cuatro de los 19 ratones no tratados mostraron ese nivel de recuperación de la herida.
Además, el PS757 también demostró que podía matar las biopelículas de S. pyogenes cultivadas en un tubo de ensayo. Las biopelículas se forman cuando las bacterias se aglomeran formando una masa viscosa, ralentizan el crecimiento y forman una matriz protectora a su alrededor. Penetrar esta matriz con antibióticos es difícil y, aunque lo consiga, muchos antibióticos solo son eficaces contra las bacterias que están creciendo y dividiéndose activamente.
LaRock, Ph.D: "Una característica útil de estos fármacos es su acción contra células en reposo que no se dividen"
"Una característica útil de estos fármacos es su acción contra células en reposo que no se dividen", dijo a Fierce Biotech el microbiólogo Christopher LaRock, Ph.D., de la Universidad Emory, en un correo electrónico. Estas células son "difíciles de atacar con muchos fármacos comunes y se cree que son importantes para el fracaso de los fármacos, la prolongación de la enfermedad y la recurrencia".
LaRock, que no participó en el estudio, cree que el PS757 funcionaría mejor en combinación con otros antibióticos. Caparon dijo que el equipo espera que el nuevo compuesto pueda funcionar solo, pero también lo está probando en combinación; en trabajos anteriores, los investigadores descubrieron que niveles subletales de GmPcides, cuando se utilizan con vancomicina, podrían matar al VRE .
El PS757 parece matar a las bacterias dañando sus membranas celulares, la capa protectora que separa el interior de una célula del mundo exterior. Pero cómo lo hace exactamente es un misterio que Caparon está trabajando activamente para resolver. El desarrollo del PS757 y otros GmPcides como fármacos es la tarea de QureTech Bio, una empresa de biotecnología sueca fundada por Almqvist y Hultgren.
"Una vez que se tiene un compuesto líder que es eficaz, se quieren crear y probar tantas variantes diferentes como sea posible en base a ese compuesto líder para optimizar diversas propiedades similares a las de un fármaco", concluye Caparon. "Eso es algo que se puede hacer de manera mucho más eficiente en el ámbito de una empresa que en el académico".