Un científico del TTUHSC recibe una patente estadounidense para producir nuevos nanoantibióticos

Un científico del TTUHSC recibe una patente estadounidense para producir nuevos nanoantibióticos

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, más de 2,8 millones de estadounidenses contraen infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos cada año, y alrededor de 35.000 de esos pacientes no sobreviven a la infección.

En su búsqueda de soluciones al problema de la resistencia a los antibióticos, Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., del Departamento de Fisiología Celular y Biofísica Molecular del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Tecnológica de Texas (TTUHSC), ha centrado su investigación en el desarrollo de nuevas nanopartículas llamadas nanoantibióticos que son eficaces contra las infecciones bacterianas, en particular aquellas que son resistentes al tratamiento con antibióticos conocidos.

Hasta la fecha, el trabajo de Liang ha dado lugar a varias publicaciones revisadas por pares y, a partir del 26 de julio, a una patente estadounidense titulada "Antimicrobianos activos de membrana nanoestructurados hidrofílicos con alta actividad, selectividad y biodegradabilidad", que permite al equipo del laboratorio de Liang producir los nuevos nanoantibióticos.

En las clínicas ya se utilizan muchos antibióticos y muchos de ellos son bastante eficaces para infecciones comunes. Pero enfrentamos este desafío cada vez mayor con MRSA (Staphylococcus aureus resistente a meticilina) y otros tipos de bacterias resistentes a los medicamentos, las bacterias que convierten infecciones comunes en eventos potencialmente mortales”.

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Tecnológica de Texas (TTUHSC), Departamento de Fisiología Celular y Biofísica Molecular

Liang espera establecer una nueva generación de antibióticos que tengan tres propiedades: pueden matar bacterias sin ser tóxicos para las células sanas, son biodegradables y degradables ambientalmente, por lo que no dañan las comunidades microbianas normales en hábitats naturales, y es menos probable que causen resistencia.

Investigaciones anteriores han demostrado que la capacidad de una molécula para repeler el agua (hidrofobicidad) y su capacidad para atraer y disolver en agua (hidrofilicidad) tiene un impacto significativo en las células. Liang dijo que cuanto más hidrófoba es una sustancia, más dañina es la reacción que provoca. Sin embargo, no existe un estándar cuantitativo sobre cuánta hidrofobicidad es aceptable, añadió.

"Básicamente, si se aumenta la hidrofobicidad, se pueden matar las bacterias", dijo Liang. "Pero también mata células sanas, y no queremos eso".

En un estudio publicado en enero de 2022 porcomunicación de la naturalezaEl equipo de Liang desarrolló nuevos nanoantibióticos hidrofílicos que se asemejaban a pequeñas cuentas peludas compuestas de muchos cepillos de polímeros hidrofílicos injertados en nanopartículas de sílice de diferentes tamaños. Estos compuestos sintéticos, que también fabrica el laboratorio de Liang, están diseñados para matar bacterias mediante la alteración de la membrana, utilizando un tipo diferente de remodelación de la membrana que daña las membranas bacterianas pero deja intactas las células de los mamíferos.

Este estudio fue el tercero publicado por el laboratorio Liang sobre nanoantibióticos. El primer y segundo artículos que explican el concepto de diseño de nanoantibióticos hidrófilos fueron publicados por ACS Infectious Disease en 2017 y Biomacromolecules en 2020. Ambos aparecieron como artículos de portada en sus respectivas revistas y fueron destacados por Chemical & Engineering News.

Armado con los tres estudios publicados y la patente, Liang dijo que su equipo ahora se centró en un enfoque doble para desarrollar y refinar los nanoantibióticos para su uso en pacientes.

El primer objetivo, que Liang describió como el aspecto científico y de investigación de sus esfuerzos, es impulsar ensayos clínicos. Para comenzar este proceso, el laboratorio de Liang solicitará subvenciones federales adicionales que respaldarán estudios en animales y, eventualmente, conducirán a ensayos clínicos en pacientes humanos.

"Esta es más la parte académica y de investigación de nuestros esfuerzos", añadió Liang.

El segundo pilar del enfoque de Liang es trabajar con el Centro de Innovación de la Universidad Tecnológica de Texas para apoyar la comercialización del invento de su laboratorio.

"Al aprovechar la oportunidad de capacitación en comercialización de investigación en nuestro Centro de Innovación, es de esperar que podamos identificar partes interesadas en la industria farmacéutica que puedan o quieran colaborar con nosotros", dijo Liang. "Una de nuestras posibles direcciones es solicitar una subvención de Investigación en Innovación para Pequeñas Empresas (SBIR) para la producción a escala piloto. Ese es nuestro enfoque doble".

Liang dijo que la infección plantea un gran desafío tanto para los médicos como para los científicos de primera línea. Es un desafío que quiere abordar mediante el uso de la innovación para desarrollar una nueva generación de antibióticos.

"Ese es nuestro objetivo y estamos en el buen camino para lograrlo", afirmó Liang. "No puedo decir que este sea el único camino a seguir; por supuesto, hay muchos caminos diferentes a seguir. La novedad de nuestra contribución es abordar este desafío desarrollando antibióticos desde el punto de vista de la nanoingeniería. Este es un camino muy nuevo a seguir, pero no lo es". bien investigado y estamos orgullosos de nuestro progreso hasta ahora.

Fuentes: