Las bacterias resistentes a antibióticos amenazan el futuro del tratamiento de las infecciones comunes. Según datos recogidos en 2021 por el Plan Nacional frente a la Resistencia a los Antibióticos (PRAN) y el Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades (ECDC), alrededor de 4.000 personas mueren anualmente en España como consecuencia de una enfermedad causada por este tipo de patógenos. Una cifra que «cuadruplica la de defunciones por accidentes de tráfico», precisa el mismo informe.
Por eso, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó en 2017 una lista de las familias bacterianas para las que se necesitan urgentemente soluciones innovadoras. Entre las doce recogidas se encuentra la Staphylococcus aureus, una bacteria que causa la endocarditis infecciosa. «Las válvulas cardíacas son como las puertas del corazón. Tienen que abrirse, dejar que pase la sangre y cerrarse para que la sangre no vuelva. La Staphylococcus aureus se fija a las válvulas y las destruye como si fuera una termita, lo que causa que el corazón deje de funcionar», detalla Natalia López, responsable de Cardiología Traslacional de Navarrabiomed.
La infección puede comenzar con un accidente banal, «como un corte en el dedo», que permite a las bacterias entrar en el torrente sanguíneo y adherirse a las válvulas. La fiebre es el primer síntoma que manifiesta el paciente y puede pasar mucho tiempo hasta que se detecta la enfermedad. Aunque no se trata de una patología prevalente, su mortalidad asociada es de aproximadamente un 40 %. Es decir, casi la mitad de los pacientes mueren a pesar de los esfuerzos médicos.
En la actualidad, los tratamientos para la endocarditis infecciosa «se basan mayoritariamente en antibióticos que, a veces, no pueden tratar las cepas multirresistentes», añade Iñigo Lasa, director de Navarrabiomed y responsable de su Unidad de Patogénesis Microbiana. Existen muy pocos estudios que permitan definir nuevas estrategias alternativas.
Diaterei quiere reducir la mortalidad de la endocarditis infecciosa e intentar curarla sin reemplazar las válvulas del paciente.
Esta necesidad médica llevó a un grupo de investigadores del centro a estudiar cómo mejorar la calidad de vida del paciente, reducir la mortalidad de la endocarditis infecciosa e intentar curarla sin necesidad de un reemplazo de las válvulas cardíacas. Así nació Diaterei, un proyecto liderado por Navarrabiomed y en el que el CIMA Universidad de Navarra y la Asociación de la Industria Navarra (AIN) son socios.
La iniciativa está coordinada por ADItech, agente coordinador a su vez del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), y cuenta con financiación del Gobierno de Navarra en la convocatoria de ayudas a centros tecnológicos y organismos de investigación para la realización de proyectos colaborativos de I+D (convocatoria de 2020).
LA ENFERMEDAD
En primer lugar, la iniciativa pretende avanzar en el estudio de la enfermedad porque no existen investigaciones sobre qué factores influyen en su evolución. «El paciente puede ser cualquiera. Hemos visto casos de personas muy jóvenes, de unos 40 años, así como de otras con una media de edad elevada. En este sentido, uno de nuestros objetivos es saber si existen diferencias en función del sexo y de las condiciones socioeconómicas», indica López.
En concreto, la Unidad de Cardiología Traslacional de Navarrabiomed extrae células de las válvulas que donan pacientes del Hospital Universitario de Navarra (HUN) para infectarlas con Staphylococcus aurus. Estos cultivos celulares luego pasan a manos de investigadores en el CIMA, donde se analiza en detalle si la infección muestra variaciones como consecuencia de las diferencias entre los pacientes.
Quienes deseen conocer más a fondo este proyecto colaborativo pueden hacerlo a través del siguiente enlace.
Además, los investigadores de ambos centros se propusieron observar detenidamente la reacción que se desencadena en dichas células ante la infección por Staphylococcus aureus. De esta forma, pretenden proponer el uso de fármacos para ralentizar o detener la evolución de la enfermedad.
«Cuando llega un estímulo, la célula humana pone en marcha una serie de mecanismos internos. Este tipo de reacciones se denominan vías de señalización y nuestro objetivo es identificar en ellas nuevas dianas para tratar farmacológicamente la enfermedad en el momento de su diagnóstico. En los análisis que hemos realizado hasta el momento, hemos observado unas vías de señalización que esperábamos encontrar. Pero aún seguimos procesando los datos que hemos recogido, tanto en esta fase como en la de los factores que influyen en la infección», puntualiza José Antonio Rodríguez, investigador de Enfermedades Cardiovasculares en el CIMA.
EL USO DE VIRUS
El segundo objetivo del proyecto es diseñar un tratamiento complementario a los antibióticos, basado en el uso de virus que ataquen a la Staphylococcus aureus. Un desarrollo en el que Navarrabiomed colabora con AIN. «Dado que nos enfrentamos a cepas multirresistentes de la bacteria, la idea es combinar el tratamiento de antibióticos con un virus de bacteria que también ayude a destruirlas», señala Lasa.
Estos virus bacteriófagos ya son utilizados para tratar infecciones en pacientes. En este sentido, el avance que propone el equipo del centro de investigación biomédica es la de modificar genéticamente estos patógenos para conseguir dos objetivos. «Por un lado, introducimos una especie de tijeras que permite al virus cortar el núcleo de la bacteria cuando la infecta. Así incrementamos su eficacia destructiva. Esta técnica tiene como desventaja que los fagos no pueden multiplicarse y aumentar su efecto sobre la Staphylococcus aureus. Pero, al mismo tiempo, este punto evita que afecten a otras bacterias que son buenas para nuestro cuerpo. Es decir, son más seguros que unos virus de bacteria naturales», explica Lasa.
Iñigo Lasa (Navarrabiomed), José Antonio Rodríguez (CIMA), Francisco Martín (AIN) y Natalia López (Navarrabiomed).
Dada la incapacidad de reproducirse, era importante que los virus que se introduzcan en la sangre no se diluyan. La solución pasó por modificar su superficie para «colocar pequeñas partículas magnéticas que mejoren su acumulación» en las válvulas del corazón. «De hecho, hemos tenido que desarrollar tecnología específica para este proyecto, un material magnético mucho más poderoso y pequeño. Por el momento, hemos logrado que el fago funcione in vitro tras incorporar nuestra nanotecnología», precisa Francisco Martín, responsable de Materiales Avanzados en la asociación.
Los investigadores aplicarán próximamente el virus de bacteria «ingenierizado» a un modelo experimental, que permita validar el desarrollo. «Como hemos visto con el Covid-19, una variante que surge en India puede convertirse en la predominante en Navarra en un corto periodo de tiempo. Puede que en el futuro se expanda una bacteria multirresistente a antibióticos de la misma forma. Para ese tipo de patógenos, la posibilidad de utilizar fagos, unos elementos que los destruyen, se considera una posibilidad terapéutica real», remarca el director de Navarrabiomed.
«Una bondad que podría tener precisamente la acumulación es que, si somos capaces de conseguir concentraciones elevadas, la aplicación de virus de bacterias podría optimizarse para que sea una alternativa al antibiótico en el futuro», concluye Martín. Así mismo, la nueva tecnología desarrollada por AIN puede utilizarse transversalmente en otro tipo de iniciativas como las relacionadas al tratamiento de residuos mediante catalizadores.
