Molècules intel·ligents a mesura per a acabar de manera ràpida amb bacteris resistents

Les infeccions provocades per bacteris resistents a antibiòtics desbancaran el càncer com a primera causa de mort en el món en 2050, segons l'Organització Mundial de la Salut (OMS). Davant aquesta amenaça, un grup d'investigació de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt de la Universitat de València (UV) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), desenvolupa una molècula basada en els bacteriòfags –virus que maten bacteris– per a provocar la mort d'aquestes per despolarització del citoplasma, que fa que les cèl·lules dels bacteris no mantinguen la càrrega elèctrica per a dur a terme les seues funcions vitals i moren irreversiblement.

Les resistències antimicrobianes (RAM) provoquen ja més de 35.000 morts a Espanya, segons la Societat Espanyola de Malalties Infeccioses i Microbiologia Clínica. A més a més, causa quatre milions d’infeccions greus a l’any. Segons l’OMS, el 2050 aquesta gran amenaça per a la salut pública que ja causa 700.000 morts a l’any podria superar el càncer com a primera causa de mort, ja que provoca 10 milions de morts anuals.

Una de les teràpies alternatives més prometedores als antibiòtics convencionals són els bacteriòfags o fags. Són virus que infecten i parasiten els bacteris, i suposen les entitats biològiques més abundants del planeta. Cada fag és específic d’un determinat gènere o espècie bacteriana, cosa que permet dirigir-se contra un bacteri específic. Actuen com els altres virus: s’uneixen a un receptor existent a la superfície bacteriana i injecten el seu material genètic al seu interior, es repliquen i la destrueixen.

Tot i això, “els bacteris tenen un sistema de defensa que també els pot fer resistents als fags”, argumenta Alfonso Jaramillo, investigador de l’I2SysBio. El seu laboratori de Biologia Sintètica De Novo acaba de començar un projecte per desenvolupar una molècula nova que sembla un fag però que no ho és. “Es tracta de fags sense cap, capaços de foradar la membrana del bacteri, però sense introduir-ne l’ADN”, explica Jaramillo.

Així, aquestes molècules induirien la mort del bacteri per desequilibri osmòtic. “En foradar la membrana es produeix una diferència de càrrega on els ions s’escapen, cosa que provoca la mort osmòtica del bacteri”, relata l’investigador del CSIC. El seu equip pretén desenvolupar aquestes molècules combinant enginyeria genètica amb evolució gràcies a una ajuda del programa de recerca de la Fundació ‘la Caixa’ de prop de mig milió d’euros.

Fags que no ho són

L’equip de recerca de l’I2SysBio pretén fer servir l’evolució per crear molècules antimicrobianes basades en les proteïnes que produeixen els fags per inserir el seu ADN en els bacteris. Per això, desenvoluparan una tecnologia capaç d’accelerar l’evolució de fags un milió de vegades, la qual cosa permetrà obtenir fags sense cap (càpsida). A més, permetrà anticipar les mutacions que podrien fer resistents als bacteris i adaptar així les molècules antimicrobianes en aquestes mutacions.

Així, els antibacterians que desenvoluparan gràcies a aquest projecte són meres agrupacions de proteïnes, no virus. No es poden replicar ni al bacteri ni al nostre propi organisme i seran innocus per als bacteris beneficiosos, la qual cosa resoldrà un dels efectes indesitjats dels antibiòtics actuals.

Segons Jaramillo, aquesta estratègia manté els avantatges de la teràpia amb fags que s’aplica hui dia contra les RAM, però permet obtindre antimicrobians que eviten les possibles resistències del bacteri al fag. A més, com que es tracta de molècules que no són organismes modificats genèticament, la seua autorització sanitària resultaria més senzilla. També es tractaria d’un mètode més ràpid i barat, ja que les molècules s’obtindrien per fermentació en bioreactors. El projecte, que té una durada de 3 anys a partir de gener del 2023, vol demostrar que aquesta tecnologia és útil i viable per a la producció d’agents antimicrobians.