Células Artificiales Cargadas con Bacteriófagos para el Tratamiento de Infecciones

2023

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Llopis Lorente Antoni

El objetivo del presente proyecto es desarrollar células artificiales (basadas en microvesículas lípidicas biocompatibles) que liberarán fagos de forma específica en presencia de bacterias (S. aureus y P. aeruginosa). La resistencia a los antibióticos es posiblemente la mayor amenaza actual para la salud mundial. Un número cada vez mayor de infecciones son más difíciles o casi imposibles de tratar, lo que conlleva una alta morbilidad, mortalidad y coste económico. La OMS ha incluido recientemente a los patógenos ESKAPE en la lista de 12 bacterias contra las que se necesitan urgentemente nuevos antibióticos.[1] En esta lista se describen tres categorías de patógenos, de prioridad crítica, alta y media, según la urgencia de la necesidad de obtener nuevos tratamientos. P. aeruginosa junto con las bacterias productoras de ß-lactamasa de espectro extendido (ESBL) figuran en la lista de patógenos de prioridad crítica y S. aureus (resistente a la meticilina -MRSA- y resistente a la vancomicina -VRSA-) están en el grupo de alta prioridad.[2] Por tanto, es urgente la necesidad de innovar en esta área. En esta dirección, como alternativa al uso de antibióticos, el uso de bacteriófagos ha mostrado prometedores resultados en los últimos años.[3,4] Los bacteriófagos son virus que infectan determinado tipo de bacterias, lo cual les confiere un elevado potencial terapéutico para el tratamiento de infecciones bacterianas. Sin embargo, la aplicación terapéutica de fagos todavía tiene importantes retos que superar, entre los que se puede destacar: (i) limitada estabilidad (degradación por efectos ambientales), (ii) efectos adversos como respuestas alérgicas o activación del sistema inmune, (iii) falta de direccionamiento a las regiones de interés.[5] FagoCel representa una nueva estrategia metodológica en la que los fagos se encapsularán dentro de vesículas lipídicas de tamaño micrométrico con la capacidad de responder a proteínas secretadas por las bacterias. Debido a su tamaño y procedimiento de fabricación, las vesículas podrán encapsular fagos con una alta eficiencia. Según cálculos teóricos, estimamos que una vesícula de 20 ¿m posee un volumen interior equivalente a 8 millones de fagos (de 100 nm de diámetro), por lo que una sola vesícula podría transportar gran cantidad de fagos en su interior. Así, la encapsulación aportará los siguientes efectos beneficios: (i) aumento de la estabilidad de los fagos (ya que la cápsula lipídica los protegerá de agentes degradantes externos), (ii) reducción de efectos adversos (ya que se prepararán a partir de fosfolípidos biocompatibles), (iii) direccionamiento y respuesta in situ (mediante la introducción de mecanismos de reconocimiento molecular). En particular, para la duración de esta acción preparatoria se emplearán fagos específicos de S. aureus y P. aeruginosa. FagoCel se basa en la combinación sinérgica de la experiencia y conocimiento de ambos grupos participantes (ver sección 4). Teniendo en cuenta el tiempo y financiación, en esta AP se pretende realizar una prueba de concepto validando la metodología de encapsulación de fagos en vesículas (que respondan a proteínas secretadas por S. aureus y P. aeruginosa), y su evaluación en medios de cultivo dichas bacterias. Esta AP sentará las bases para realizar, en futuros proyectos, estudios biológicos avanzados para el uso terapéutico de los sistemas desarrollados contra infecciones.