En un nuevo estudio, los investigadores demostraron que al administrar una combinación de antibióticos y probióticos, podrían erradicar dos cepas de bacterias resistentes a los medicamentos que a menudo infectan las heridas. Lograr esto, encapsularon las bacterias probióticas en una capa protectora de alginato, un material biocompatible que evita que los probióticos sean eliminados por el antibiótico.
"Hay tantas bacterias ahora que son resistentes a los antibióticos, que es un problema grave para la salud humana. Creemos que una forma de tratarlos es encapsular un probiótico vivo y dejar que haga su trabajo. "dice Ana Jaklenec, científico investigador del Instituto Koch de Investigación Integrativa del Cáncer del MIT y uno de los autores principales del estudio.
Si se demuestra que tiene éxito en futuras pruebas en animales y humanos, la combinación de probióticos / antibióticos podría incorporarse en apósitos para heridas, donde podría ayudar a curar heridas crónicas infectadas, dicen los investigadores.
Robert Langer, el profesor del Instituto David H. Koch y miembro del Instituto Koch, también es un autor principal del artículo, que aparece en la revista Materiales avanzados el 17 de octubre Zhihao Li, un ex científico visitante del MIT, es el autor principal del estudio.
Guerras de bacterias
El cuerpo humano contiene billones de células bacterianas, muchos de los cuales son beneficiosos. En algunos casos, estas bacterias ayudan a defenderse de las infecciones al secretar péptidos antimicrobianos y otros compuestos que matan las cepas patógenas de bacterias. Otros superan a las cepas dañinas absorbiendo nutrientes y otros recursos críticos.
Los científicos han probado previamente la idea de aplicar probióticos a heridas crónicas, y han tenido cierto éxito en estudios de pacientes con quemaduras, Dice Li. Sin embargo, las cepas probióticas generalmente no pueden combatir todas las bacterias que se encontrarían en una herida infectada. La combinación de estas cepas con antibióticos tradicionales ayudaría a matar más bacterias patógenas, pero el antibiótico probablemente también mataría las bacterias probióticas.
El equipo del MIT ideó una forma de solucionar este problema encapsulando las bacterias probióticas para que no se vieran afectadas por el antibiótico. Eligieron el alginato en parte porque ya se usa en apósitos para heridas crónicas, donde ayuda a absorber las secreciones y mantener seca la herida. Adicionalmente, Los investigadores también encontraron que el alginato es un componente de las biopelículas que forman grupos de bacterias para protegerse de los antibióticos.
"Analizamos los componentes moleculares de las biopelículas y descubrimos que para la infección por Pseudomonas, El alginato es muy importante por su resistencia a los antibióticos, "Li dice". Sin embargo, hasta ahora nadie ha utilizado esta capacidad para proteger las bacterias buenas de los antibióticos ".
Para este estudio, los investigadores optaron por encapsular un tipo de probiótico disponible comercialmente conocido como Bio-K +, que consta de tres cepas de Lactobacillus bacterias. Se sabe que estas cepas matan Staphylococcus aureus resistente a la meticilina ( MRSA ). Se desconoce el mecanismo exacto por el cual hacen esto, pero una posibilidad es que los patógenos sean susceptibles al ácido láctico producido por los probióticos. Otra posibilidad es que los probióticos secreten péptidos antimicrobianos u otras proteínas que maten a los patógenos o interrumpan su capacidad para formar biopelículas.
Los investigadores administraron los probióticos encapsulados junto con un antibiótico llamado tobramicina, que eligieron entre otros antibióticos probados porque efectivamente mata a Pseudomonas aeruginosa, otra cepa que se encuentra comúnmente en las infecciones de heridas. Cuando MRSA y Pseudomonas aeruginosa que crecen en una placa de laboratorio se expusieron a la combinación de Bio-K + encapsulado y tobramicina, todas las bacterias patógenas fueron eliminadas.
"Fue un efecto bastante drástico, "Dice Jaklenec." Erradicó completamente la bacteria ".
Cuando probaron el mismo experimento con probióticos no encapsulados, los probióticos fueron eliminados por los antibióticos, permitiendo el MRSA bacterias para sobrevivir.
"Cuando solo usamos un componente, ya sea antibióticos o probióticos, no pudieron erradicar todos los patógenos. Eso es algo que puede ser muy importante en entornos clínicos donde tienes heridas con diferentes bacterias, y los antibióticos no son suficientes para matar todas las bacterias, "Li dice.
Mejor cicatrización de heridas
Los investigadores prevén que este enfoque podría usarse para desarrollar nuevos tipos de vendajes u otros apósitos para heridas incrustados con antibióticos y probióticos encapsulados en alginato. Antes de que eso pueda suceder, planean probar más el enfoque en animales y posiblemente en humanos.
"Lo bueno del alginato es que está aprobado por la FDA, y el probiótico que usamos también está aprobado, "Li dice." Creo que los probióticos pueden ser algo que puede revolucionar el tratamiento de heridas en el futuro. Con nuestro trabajo, hemos ampliado las posibilidades de aplicación de los probióticos ".
En un estudio publicado en 2016, Los investigadores demostraron que recubrir los probióticos con capas de alginato y otro polisacárido llamado quitosano podría protegerlos de su descomposición en el tracto gastrointestinal. Esto podría ayudar a los investigadores a desarrollar formas de tratar enfermedades o mejorar la digestión con probióticos administrados por vía oral. Otra aplicación potencial es el uso de estos probióticos para reponer el microbioma intestinal después del tratamiento con antibióticos. que puede acabar con las bacterias beneficiosas al mismo tiempo que eliminan una infección.