Un hidrogel mata las bacterias resistentes a los antibióticos e induce la respuesta inmunitaria

En la lucha contra las bacterias resistentes a múltiples medicamentos, científicos de Suecia han desarrollado un nuevo tipo de protección sin antibióticos para heridas en forma de hidrogel, que mata las bacterias resistentes a los antibióticos e induce las propias respuestas inmunitarias del cuerpo para combatir las infecciones.

En un informe publicado en Journal of the American Chemical Society, investigadores del KTH Royal Institute of Technology, Karolinska Institutet y Karolinska University Hospital aseguran que el nuevo tratamiento se basa en hidrogeles especialmente desarrollados que consisten en polímeros conocidos como macromoléculas dendríticas.

El profesor de KTH Michael Malkoch afirma que los hidrogeles se forman espontáneamente cuando se rocían sobre las heridas y son 100% degradables y no tóxicos. «Los hidrogeles dendríticos son excelentes para los materiales de vendaje de heridas debido a sus propiedades táctiles suaves, adhesivas y flexibles, que proporcionan un contacto ideal con la piel y mantienen el ambiente húmedo beneficioso para una cicatrización óptima de las heridas«, comenta.

«El hidrogel es una contribución sobresaliente en la lucha contra las bacterias resistentes a múltiples fármacos, especialmente en los tiempos actuales, cuando nos estamos quedando sin antibióticos disponibles«

Los efectos antibacterianos de los hidrogeles aún no se han entendido completamente, pero la clave está en la estructura de estas macromoléculas. Se distingue por ramas bien ordenadas que terminan con una profusión de puntos de contacto cargados catiónicos. «Las células bacterianas son interactivas, al igual que las macromoléculas dendríticas«, agrega Malkoch. «Cuando se encuentran, no resulta nada bueno para las bacterias«.

La profesora del Instituto Karolinska, Annelie Brauner, asegura que, a pesar de no contener antibióticos, los hidrogeles muestran excelentes cualidades antibacterianas y fueron efectivos contra un amplio espectro de bacterias clínicas, matando tanto bacterias Gram positivas como Gram negativas, incluidas cepas resistentes a los medicamentos aisladas de heridas. El material también reduce la inflamación.

Los hidrogeles se probaron contra varias bacterias infecciosas clínicamente relevantes, incluidas Staphylococcus aureus (S. aureus) y Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Se demostró que los hidrogeles eran 100% efectivos para matar P. aeruginosa; y casi igualmente eficaces para acabar con S. aureus.

El hidrogel también indujo la expresión de los antibióticos endógenos en las células de la piel humana

Las pruebas de infección celular demostraron que el hidrogel no sólo eliminó de manera eficiente las bacterias clínicas resistentes a los medicamentos de las heridas, sino que también indujo la expresión de péptidos antimicrobianos naturales, o antibióticos endógenos, en las células de la piel humana.

«Estos antibióticos endógenos ayudan a combatir las bacterias y eliminar la infección«, insiste Brauner. «Al contrario de los antibióticos tradicionales, donde las bacterias pueden desarrollar resistencia rápidamente, la resistencia a los péptidos antimicrobianos es muy rara«.

El hidrogel es aún más exitoso para matar S. aureus resistente a la meticilina (MRSA), en comparación con un apósito de hidrogel para heridas disponible comercialmente que se usa en la actualidad.

Una altísima efectividad

Los polímeros dendríticos que componen el hidrogel están basados en polietilenglicol (PEG) y ácido propiónico (bis-MPA). Parecidas a manzanos bellamente podados, las ramas de los polímeros dendríticos terminan en numerosos puntos de contacto periféricos que llevan una carga catiónica que interactúa fuertemente con las membranas de las células bacterianas cargadas negativamente.

«Su estructura ramificada y bien diseñada y su escalabilidad los convierten en andamios ideales para aplicaciones biomédicas«, según Malkoch.

El laboratorio de Malkoch se ha centrado en las infecciones de la piel con la plataforma basada en dendríticas durante más de un año, y la nueva publicación informa que la síntesis de los hidrogeles es menos complicada y fácilmente escalable.

«El gel es una contribución sobresaliente en la lucha contra las bacterias resistentes a múltiples fármacos, especialmente en los tiempos actuales, cuando nos estamos quedando sin antibióticos disponibles«, concluye Brauner.

Fuente: Journal of the American Chemical Society.