Resistència als antibiòtics: els investigadors "entrenen les cèl·lules" per acabar amb la crisi mortal

Els superposats resistents a medicaments han amenaçat la salut humana durant dècades. La situació està empitjorant a causa de l'escassetat de nous antibiòtics. Però, i si canvem la nostra manera de tractar-los, i hem entrenat les nostres cèl·lules per matar aquests invasors en comptes de comptar amb antibiòtics per fer el treball brut? Aquesta nova estratègia, anomenada defensa dirigida als amfitrions, podria ajudar a resoldre el problema de la resistència als antibiòtics.

La resistència als antibiòtics és una preocupació creixent per a la salut global. Un informe recent encarregat pel govern britànic demostra que cada any, al voltant de 700.000 persones van morir a causa de les infeccions causades per bacteris resistents als medicaments. L’informe també va advertir que, sense acció, el nombre de morts podria ascendir a 10 milions a nivell mundial i costaria 80 bilions de dòlars a l’economia mundial.

Vegeu també: Els bacteris resistents als antibiòtics es poden aturar amb un remei folk irlandès antic

La resistència als medicaments també és un problema greu als Estats Units. Més de 23.000 persones moren cada any a causa de patògens multirresistents i van costar al país al voltant de 55.000 milions de dòlars anuals. Els principals culpables que amenacen els EUA són resistents a la meticil·lina Staphylococcus aureus (MRSA), resistent al carbapenem Enterobacterias (CRE), i Clostridium difficile.

L’escassetat de nous fàrmacs antibacterians en desenvolupament per fer front a l’amenaça creixent és una tendència inquietant. És especialment preocupant un patogen resistent a un medicament reservat per tractar infeccions quan tots els altres han fallat. Aquest és el cas dels patògens resistents al carbapenem.

La disminució de les drogues antibacterianes juntament amb l'aparició de patògens resistents a medicaments requereix enfocaments alternatius.

Al laboratori malayo Haldar, juntament amb altres projectes, els meus companys i jo estem estudiant com els factors en un hoste animal tenen un paper en la resposta a les infeccions. Per provar l’enfocament, fem aquest treball utilitzant un model de ratolí d’infeccions. El nostre objectiu és trobar trets o factors nous de l’amfitrió que es puguin orientar per augmentar la resposta immune d’una persona prou alta com per matar els microbis ofensius. El factor amfitriona que estem investigant es diu Spi-C, un gen que es troba a totes les cèl·lules del cos humà.

Orientació dels factors d'amfitrió

El meu interès en els factors d'acollida va sorgir durant els meus estudis de postgrau. Mentre treballava en el meu doctorat Un projecte d’investigació, vaig aprendre que els factors de l’allotjament, una varietat de trets intrínsecs als éssers humans, tenen un paper important en les infeccions bacterianes. Això em va inspirar a investigar com el sistema immunitari de l’amfitrió combat els bacteris.

Els nous coneixements sobre la defensa de l’amfitrió contra els patògens han portat els investigadors a explorar una nova estratègia anomenada teràpia dirigida a l’amfitrió (HDT), una idea relativament recent que només ha existit durant aproximadament una dècada.

L’objectiu de l’HDT és potenciar i amplificar la resposta immune de l’amfitrió per matar patògens, en comptes de dependre exclusivament de medicaments antibacterians. Mitjançant l’objectiu dels factors de l’amfitrió i el tractament antibiòtic, els HDT ofereixen un doble repte.

El cos respon naturalment a infeccions amb inflamació, un procés en el qual poblacions específiques de cèl·lules immunitàries ataquen i maten els bacteris invasors, ja sigui menjant-los o arrossegant-los amb armes proteiques. No obstant això, la inflamació descontrolada desencadena la producció de proteïnes que poden provocar un fracàs de múltiples òrgans i fins i tot poden matar l’host. Per tant, el control de la inflamació és crucial per combatre els patògens, així com per protegir el cos de la hiperinflamació.

Els HDT inclouen un conjunt de tractaments que augmenten la resposta de l’hoste als patògens i també protegeixen l’host de la resposta immune exagerada. Els HDT inclouen la teràpia cel·lular, en la qual s'injecta una població específica de cèl·lules de medul·la òssia al cos hoste per evitar una resposta immune excessiva i una lesió dels teixits. Un altre HDT implica medicaments d'ús comú per a malalties no infeccioses. Les estatines i l'ibuprofèn, per exemple, calmen la resposta de l'hoste a les infeccions. Biologics, la complexa molècula produïda per la tecnologia d’ADN recombinant, també ho fa neutralitzant proteïnes de mida petita i reduint el dany dels teixits. També s'han demostrat que els productes nutricionals, com la vitamina D3, provoquen que les cèl·lules immunitàries d'un hoste alliberin substàncies antibacterianes que augmentin la matança de patògens.

Els HDT juntament amb medicaments antibacterians mostren una gran promesa en el tractament de diversos patògens resistents a múltiples fàrmacs, especialment en contra Mycobacterium tuberculosis, el patogen que causa la tuberculosi, una de les 10 principals causes de mort a tot el món.

Personalització de tractaments per a infeccions

En la darrera dècada, els investigadors han fet molt progrés en la investigació de factors d'acollida, donant lloc a noves estratègies terapèutiques.

Un d’ells és la medicina personalitzada, en la qual un pla genòmic pot determinar la susceptibilitat única d’una persona a les malalties i triar les teràpies adequades.

Aquest concepte s'aplica a malalties no infeccioses com el càncer. No obstant això, l'aplicació del concepte en malalties infeccioses és molt recent. No obstant això, la medicina personalitzada ens fa especular per què alguns individus són més propensos a infeccions que altres. Els meus companys i jo creiem que aquestes diferències poden ser causades per subtils diferències en l’ADN dels gens del factor hoste. En connectar aquestes diferències, anomenades polimorfismes, al nivell de la vulnerabilitat de les persones a les infeccions, esperem que la nostra investigació contribueixi a la medicina de precisió de les infeccions bacterianes.

La nostra recerca d’un nou factor d’amfitrió

Els meus col·legues del laboratori de Haldar i jo explorem el paper de Spi-C en la infecció bacteriana. Spi-C és essencial per al desenvolupament d’un tipus específic de població de cèl·lules a la melsa que reguli l’emmagatzematge de ferro al cos. El ferro és essencial per transportar oxigen als glòbuls vermells.

Però, durant les infeccions, els bacteris també necessiten ferro. La necessiten per créixer i competeixen amb l'amfitrió per aconseguir-ho. Per tant, si poguéssim alterar l’activitat del gen Spi-C, podríem privar els bacteris d’aquest nutrient vital i, així, aturar les infeccions sense perjudicar l’host.

En un article recent, es va resumir l’efecte del ferro en les cèl·lules hoste i les seves interaccions amb els factors de l’host en presència o absència d'infeccions.

En ratolins, vam provar la funció del factor hoste, Spi-C, com una manera de defensar l’host. En aquest estudi, injectàvem una substància química que és un component dels bacteris als ratolins. Vam voler activar els canvis que es produeixen a l’animal durant una infecció bacteriana real.

Vegeu també: "Bacteris de malson": allò que necessiteu saber sobre els gèrmens resistents als antibiòtics

Els nostres resultats preliminars van mostrar que el factor hoste és actiu en diversos òrgans dels ratolins tractats amb la substància química. Creiem que aquesta activació té un paper en la defensa dels host. I, de fet, hem trobat que la pèrdua de l’activitat Spi-C va augmentar l’alliberament de proteïnes de mida petita que facilitaven la defensa de l’amfitrió contra patògens en comparació amb les cèl·lules que tenen una activitat normal Spi-C. Creiem que aquest canvi en proteïnes de mida petita pot protegir l’host de la hiperinflamació en resposta a la infecció.

Creiem que el canvi del nostre pensament de la teràpia dirigida als patògens a la teràpia dirigida a l’host explica una nova via de medicina de precisió, que podria ajudar a posar fi a la crisi de resistència als medicaments.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Zahidul Alam. Llegiu l'article original.