Si la inmunoterapia, el aprovechamiento del sistema inmunológico del cuerpo, puede destruir las células cancerosas, como se ha demostrado, ¿Por qué no intentar activar el sistema inmunológico del cuerpo para combatir las bacterias mortales?

Esa pregunta impulsa la búsqueda de Marcos Pires de lo que él llama inmunoterapia bacteriana o inmunobióticos, utilizando los poderosos mecanismos del sistema inmunológico humano para prevenir la entrada y colonización de patógenos para derrotar a los más mortíferos. Bacterias resistentes a los antibióticos.

Pires y su equipo de investigación en la Universidad de Lehigh, donde Pires es profesor asociado en el Departamento de Química, previamente han demostrado un método exitoso para marcar la superficie de bacterias Gram-positivas con epítopos antigénicos, la parte de una sustancia extraña que es reconocida por el sistema inmunológico, y luego desencadenar el reclutamiento de anticuerpos endógenos.

Sin embargo, según Pires, ese método fue ineficaz contra bacterias Gram-negativas, que tienen una capa adicional de protección a su alrededor. Bacterias gramnegativas, que incluyen Pseudomonas aeruginosa , asociado con enfermedades graves como neumonía y sepsis, y la comida Escherichia coli ( E. coli ):Se encuentran entre las bacterias más difíciles de destruir y las más mortíferas. Estas bacterias evolucionan continuamente, haciendo que los antibióticos actuales sean impotentes, y la línea de nuevos antibióticos se está agotando.

Ahora, Pires y su equipo han diseñado una estrategia destinada a marcar las bacterias Gram-negativas para su destrucción a través de conjugados de moléculas pequeñas que han creado que albergan específicamente las superficies de las células bacterianas y desencadenan una respuesta inmune. Los investigadores describen su trabajo en un artículo que se publicará en Biología química celular denominado:"Inmunoterapéuticos sintéticos contra patógenos gramnegativos".

Los conjugados de moléculas pequeñas que han creado se ensamblaron utilizando polimixina B (PMB), un antibiótico que se adhiere de forma inherente a la superficie de los patógenos gramnegativos, y epítopos antigénicos que reclutan anticuerpos que se encuentran en el suero humano.

"Para atacar estas bacterias, recurrimos a una vieja clase de antibióticos conocida como colistina, "dice Pires." La colistina es un antibiótico de último recurso. Da la casualidad de que destruye las bacterias al aterrizar en su superficie. Modificamos la colistina con un agente que atrae los anticuerpos a la superficie de las bacterias y construimos un compuesto que mata directamente a las bacterias y al mismo tiempo induce una respuesta inmunitaria ".

Su compuesto se dirige a las bacterias patógenas de dos formas distintas para generar una ventaja muy prometedora en agentes inmunoterapéuticos para pruebas avanzadas. El equipo realizó experimentos utilizando un panel de patógenos gramnegativos, incluso E. coli . Trataron a las bacterias con sus compuestos en suero humano real y observaron una disminución significativa en el número de bacterias vivas.

Esta es una clara indicación, dice Pires, que el método está funcionando al aprovechar con éxito el sistema inmunológico para atacar esta peligrosa bacteria que causa enfermedades.

"Con este doble golpe contra estas bacterias difíciles de matar, creemos que existe un gran potencial para las pruebas in vivo para evaluarlos más a fondo, "dice Pires.

La investigación puso al grupo de Pires en contacto con un colega de Lehigh, Wonpil Im, la Cátedra Presidencial Dotada en Salud y Profesora de Ciencias Biológicas y Bioingeniería, de forma sinérgica, colaboración interdisciplinar. Soy, quién es coautor del artículo, utiliza la biofísica computacional para aprender cómo los antibióticos penetran en las membranas bacterianas y se dirigen a las bacterias para su destrucción. Su grupo de investigación ha desarrollado CHARMM-GUI, un programa de investigación de acceso abierto que simula sistemas biomoleculares complejos de forma más sencilla y precisa de lo que era posible anteriormente. La herramienta se vuelve cada vez más valiosa a medida que más bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos.

"Durante la etapa de optimización, "dice Pires, "Nos asociamos con el grupo de investigación Im para modelar cómo la composición de la superficie de las bacterias puede obstaculizar o ayudar en la activación del sistema inmunológico".

En el papel, los autores escriben:"En conclusión, Hemos diseñado y sintetizado una clase única de agentes inmunoterapéuticos que explota el andamio de unión del lípido A de las polimixinas para decorar la superficie de las bacterias gramnegativas con haptenos. Demostramos que los miembros más potentes de este panel desencadenan la opsonización de E. coli y P. aeruginosa . Más significativamente, el agente principal indujo la muerte basada en los CDC de E. coli . La reintroducción de la cola de ácidos grasos que rompe la membrana restauró su actividad antimicrobiana inherente. Finalmente, demostramos que este agente puede apuntar y etiquetar la superficie de patógenos gramnegativos en un huésped vivo. En el futuro, Planeamos expandir nuestros estudios in vivo a animales complejos para establecer la idoneidad de esta clase de moléculas para combatir infecciones. Es más, Exploraremos cómo se puede utilizar nuestra estrategia para inducir el injerto de haptenos exógenos en las superficies de las células bacterianas con el objetivo de proporcionar un control más preciso de los niveles de anticuerpos ".