En un estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), se ha logrado mejorar antibióticos conocidos para que sean más eficaces en dosis mucho más pequeñas, lo que abre la posibilidad de desarrollar nuevos tratamientos antimicrobianos de manera innovadora y asequible. El estudio, publicado recientemente en la revista Communications Biology del grupo Nature, ha sido liderado por Eduard Torrents, investigador principal del IBEC y profesor de la Universidad de Barcelona (UB).
La falta de antibióticos efectivos es una amenaza cada vez más grave para la salud mundial. En las últimas décadas, solo unos pocos agentes antimicrobianos nuevos han llegado al mercado. Una opción prometedora y asequible para suplir esta escasez es el diseño de nuevas funcionalidades para antibióticos ya conocidos o en desuso por su toxicidad. Un estudio recientemente publicado en la revista Communications Biology del grupo Nature liderado por el investigador Eduard Torrents del IBEC y de la Universidad de Barcelona, junto con investigadores del Instituto Jozef Stefan de Eslovenia, explora esta opción a través del diseño y desarrollo de un complejo formado por tres moléculas, incluyendo el antimicrobiano ciprofloxacina. En este nuevo formato, el fármaco aumenta su eficacia, su estabilidad y reduce su toxicidad, mejorando su uso como antibiótico.
Reutilización de antibióticos para solventar un problema mundial
Una forma sencilla y económica de rediseñar viejos antibióticos es incluirlos en complejos capaces de modificar algunas de sus propiedades, como la solubilidad, la estabilidad, la biodisponibilidad y la permeabilidad, que son fundamentales para que sean efectivos contra las bacterias. En este contexto, los investigadores han conseguido crear un nuevo complejo ternario en el que el antibiótico ciprofloxacina se une a la superficie hidrofílica de la ciclodextrina a través de un aminoácido, la arginina, que actúa como enlace entre ambas moléculas. En comparación con otros complejos de inclusión clásicos menos estable, que solo modifican la solubilidad del antibiótico, el complejo ternario sintetizado en este estudio es también más estable y eficaz.
Durante la investigación, se ha comprobado que este nuevo complejo intensifica la interacción del fármaco con las membranas de las bacterias y aumenta su biodisponibilidad en el interior celular, mejorando así su eficacia antimicrobiana y su perfil de seguridad. “Su liberación se produce de forma más controlada y permite que, con menos cantidad, tenga mayor efectividad. Por tanto, el tratamiento resulta menos tóxico para el organismo”, explica Torrents.
“Nuestro sistema de rediseño podría reducir la toxicidad o aumentar la capacidad de penetración de muchos fármacos antibióticos que se han usado durante décadas y que están en desuso.”
Eduard Torrents
La síntesis de este tipo de complejos a partir de la ciclodextrina y en los que se usan moléculas como enlace con el fármaco, tiene un gran potencial para mejorar la eficacia de antibióticos previamente aprobados y utilizados clínicamente durante años. “De esta manera, podríamos aprovechar lo que ya tenemos y darle un nuevo uso, mejorarlo, para conseguir los tratamientos antimicrobianos eficaces que necesitamos con urgencia”, explica Torrents.
Más estudios en esta área servirían para explorar todas las posibilidades disponibles para lograr un aumento de la biodisponibilidad de fármacos ya conocidos, incluyendo su capacidad para desarrollar efectos en cepas que actualmente son resistentes a los antibióticos tradicionales. Producidos a través de una química simple, que no requiere un alto nivel de tecnología y que es altamente económica, este tipo de complejos podrían convertirse en herramientas muy prometedoras, capaces de animar a la industria farmacéutica a dedicar esfuerzos en este ámbito, ya que la falta de antibióticos efectivos a nivel global cada vez es más preocupante.
Artículo referenciado:
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
