Nuevas nanopartículas de quitosano que mimetizan la pared de neumococo para su potencial desarrollo terapéutico

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CIBER | martes, 21 de septiembre de 2021

Un trabajo colaborativo coordinado por Pedro García, IP del CIBERES en el CSIC y María Rosa Aguilar, IP del CIBER-BBN/CSIC Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros, describe cómo se sintetizan nuevas nanopartículas de quitosano que mimetizan la pared de la bacteria neumocócica para su potencial desarrollo terapéutico. 

"El interés actual en este campo de investigación se dirige hacia la formulación de distintos enzibióticos en los que se potencian determinadas propiedades relevantes para aplicaciones clínicas, tales como su biodisponibilidad o tiempo de vida media in vivo" comenta el Dr. Pedro García. Estos nuevos enzibióticos pertenecen a la llamada "tercera generación" y en este artículo se combinan lisinas con alta actividad y especificidad contra neumococo y biomateriales específicamente diseñados para interaccionar y liberar de forma controlada el enzibiótico.

Las (endo) lisinas son enzimas codificadas por fagos que se expresan al final del ciclo lítico provocando la degradación del peptidoglicano bacteriano y la consiguiente lisis. Cuando estas lisinas se añaden exógenamente a cultivos bacterianos matan específicamente a las bacterias que son susceptibles y, por tanto, se denominan enzibióticos. 

El trabajo que ha sido publicado recientemente en Carbohydrate Polymers muestra la síntesis de unas nuevas partículas de quitosano (ChiNPs) derivatizadas con dietilaminoetilo (DEAE) (ChiDENPs) que, al ser un análogo estructural de colina, mimetizan la superficie de neumococo y sirven como ligandos para anclar las proteínas de unión a colina (CBPs). Como consecuencia, al añadir estas nanopartículas a un cultivo de células de neumococo se provoca la formación de cadenas que pueden ser eliminadas más fácilmente por fagocitosis, lo que puede constituir una estrategia alternativa de lucha contra la infección neumocócica mediante un mecanismo no lítico.

Por otra parte, se ha demostrado que las ChiDENPs son capaces de inmovilizar específicamente enzibióticos que unen colina, como la enzima quimérica Cpl-711 con actividad bactericida antineumocócica, para dar lugar a ChiDENPs-711. Se comprobó que este sistema cargado con la enzima liberó más del 90% de Cpl-711 en 2-3 horas cuando se incubó a 37ºC, un tiempo superior a la vida media normal de estas enzimas en experimentos in vivo. Además, el enzibiótico liberado seguía teniendo actividad bactericida específica contra neumococo.

Por tanto, "los resultados derivados de este estudio representan una prometedora estrategia para conseguir la inmovilización en nanopartículas de enzibióticos con estructura de CBP y su posterior liberación controlada en casos de infecciones por neumococo, incluso provocadas por cepas multirresistentes" aseguran los investigadores.

Referencia del artículo:

DEAE-chitosan nanoparticles as a pneumococcus-biomimetic material for the development of antipneumococcal therapeutics. Roberto Vázquez, Francisco J. Caro-León, Alberto Nakal, Susana Ruiz, Carmen Doñoro, Luis García, Blanca Vázquez-Lasa, Julio San Román, Jesús Sanz, Pedro García, and María Rosa Aguilar (2021) Carbohydrate Polymers. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118605.

(*) Pie de foto. Los autores del trabajo (de arriba abajo y de izquierda a derecha): Pedro García, Roberto Vázquez, Blanca Vázquez-Lasa, Julio San Román, María Rosa Aguilar, Susana Ruiz, Carmen Doñoro, Jesús Sanz, Francisco J. Caro-León, Alberto Nakal y Luis García-Fernández.