En un estudi dut a terme per investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), s’ha aconseguit millorar antibiòtics coneguts perquè siguin més eficaços en dosis molt més petites, la qual cosa obre la possibilitat de desenvolupar nous tractaments antimicrobians de manera innovadora i assequible. L’estudi, publicat recentment en la revista Communications Biology del grup Nature, ha estat liderat per Eduard Torrents, investigador principal de l’IBEC i professor de la Universitat de Barcelona (UB).
La falta d’antibiòtics efectius és una amenaça cada vegada més greu per a la salut mundial. En les últimes dècades, només uns pocs agents antimicrobians nous han arribat al mercat. Una opció prometedora i assequible per a suplir aquesta escassetat és el disseny de noves funcionalitats per a antibiòtics ja coneguts o en desús per la seva toxicitat. Un estudi recentment publicat en la revista Communications Biology del grup Nature liderat per l’investigador Eduard Torrents de l’IBEC i de la Universitat de Barcelona, juntament amb investigadors de l’Institut Jozef Stefan d’Eslovènia, explora aquesta opció a través del disseny i desenvolupament d’un complex format per tres molècules, incloent-hi l’antimicrobià ciprofloxacina. En aquest nou format, el fàrmac augmenta la seva eficàcia, la seva estabilitat i redueix la seva toxicitat, millorant el seu ús com a antibiòtic.
Reutilització d’antibiòtics per a solucionar un problema mundial
Una forma senzilla i econòmica de redissenyar vells antibiòtics és incloure’ls en complexos capaços de modificar algunes de les seves propietats, com la solubilitat, l’estabilitat, la biodisponibilitat i la permeabilitat, que són fonamentals perquè siguin efectius contra els bacteris. En aquest context, els investigadors han aconseguit crear un nou complex ternari en el qual l’antibiòtic ciprofloxacina s’uneix a la superfície hidrofílica de la ciclodextrina a través d’un aminoàcid, l’arginina, que actua com a enllaç entre totes dues molècules. En comparació amb altres complexos d’inclusió clàssics menys estable, que només modifiquen la solubilitat de l’antibiòtic, el complex ternari sintetitzat en aquest estudi és també més estable i eficaç.
Durant la recerca, s’ha comprovat que aquest nou complex intensifica la interacció del fàrmac amb les membranes dels bacteris i augmenta la seva biodisponibilitat a l’interior cel·lular, millorant així la seva eficàcia antimicrobiana i el seu perfil de seguretat. “El seu alliberament es produeix de forma més controlada i permet que, amb menys quantitat, tingui major efectivitat. Per tant, el tractament resulta menys tòxic per a l’organisme”, explica Torrents.
“El nostre sistema de redisseny podria reduir la toxicitat o augmentar la capacitat de penetració de molts fàrmacs antibiòtics que s’han usat durant dècades i que estan en desús.”
Eduard Torrents
La síntesi d’aquesta mena de complexos a partir de la ciclodextrina i en els quals s’utilitzen molècules com a enllaç amb el fàrmac, té un gran potencial per a millorar l’eficàcia d’antibiòtics prèviament aprovats i utilitzats clínicament durant anys. “D’aquesta manera, podríem aprofitar el que ja tenim i donar-li un nou ús, millorar-lo, per a aconseguir els tractaments antimicrobians eficaços que necessitem amb urgència”, explica Torrents.
Més estudis en aquesta àrea servirien per a explorar totes les possibilitats disponibles per a aconseguir un augment de la biodisponibilitat de fàrmacs ja coneguts, incloent-hi la seva capacitat per a desenvolupar efectes en ceps que actualment són resistents als antibiòtics tradicionals. Produïts a través d’una química simple, que no requereix un alt nivell de tecnologia i que és altament econòmica, aquest tipus de complexos podrien convertir-se en eines molt prometedores, capaces d’animar a la indústria farmacèutica a dedicar esforços en aquest àmbit, ja que la falta d’antibiòtics efectius a nivell global cada vegada és més preocupant.
Article referenciat:
Marija Vukomanovic, Lea Gazvoda, Mario Kurtjak, Jitka Hrescak, Blaz Jaklic, Laura Moya-Andérico, Maria del Mar Centra y Eduard Torrents. Development of a ternary cyclodextrin-arginine-ciprofloxacin antimicrobial complex with enhanced stability. Commun Biol 5, 1234 (2022). https://doi.org/10.1038/s42003-022-04197-9
