Alrededor de uno de cada 3, 300 niños nacen en Alemania con mucoviscidosis. Una característica de esta enfermedad es que la albúmina de un canal en la superficie celular se ve alterada por mutaciones. Por lo tanto, se reduce la cantidad de agua de diferentes secreciones en el cuerpo, que crea un moco duro. Como consecuencia, mal funcionamiento de los órganos internos. Es más, el moco bloquea las vías respiratorias. Por lo tanto, la función autorreguladora del pulmón está alterada, el moco es colonizado por bacterias y siguen infecciones crónicas.

El pulmón está tan dañado que los pacientes a menudo mueren o necesitan un trasplante de pulmón. La esperanza de vida media de un paciente en la actualidad es de unos 40 años. Esto se debe al progreso médico. El tratamiento permanente con antibióticos inhalados juega un papel importante en esto. El tratamiento no puede evitar la colonización por bacterias por completo, pero puede mantenerlo bajo control durante un período de tiempo más largo. Sin embargo, las bacterias se defienden con un desarrollo de resistencia y con el crecimiento de las llamadas biopelículas debajo de la capa de moco, que en su mayoría bloquean las bacterias en las filas inferiores como un escudo protector.

Científicos de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, logró desarrollar un método mucho más eficaz para tratar las infecciones de las vías respiratorias, a menudo letales. Las nanopartículas que transportan los antibióticos de manera más eficiente a su destino son cruciales. "Típicamente, las drogas se aplican por inhalación en el cuerpo. Luego, recorren un camino complicado a través del cuerpo hacia los patógenos y muchos de ellos no llegan a su destino. "afirma el Prof. Dr. Dagmar Fischer de la cátedra de Tecnología Farmacéutica de la Universidad de Jena.

Las partículas activas deben tener un cierto tamaño para poder llegar a las vías respiratorias más profundas y no rebotar en otro lugar antes. Por último, tienen que penetrar la gruesa capa de moco de las vías respiratorias, así como las capas inferiores de la biopelícula de bacterias. Para superar la fuerte defensa, los investigadores encapsularon los agentes activos, como el antibiótico tobramicina, en un polímero de poliéster. Por lo tanto, crearon una nanopartícula, que luego probaron en el laboratorio. El grupo de investigación de Pletz había desarrollado nuevos sistemas de prueba para imitar la situación del pulmón con FQ crónicamente infectado. Los científicos descubrieron que su nanopartícula viaja más fácilmente a través de la red esponjosa de la capa de moco y finalmente es capaz de eliminar los patógenos sin ningún problema. Es más, una capa adicional de polietilenglicol lo hace casi invisible para el sistema inmunológico. "Todos los materiales de un nanoportador son biocompatibles, biodegradable, no tóxico y, por tanto, no peligroso para los seres humanos, "dice el investigador.

Sin embargo, los científicos de Jena aún no saben exactamente por qué su nanopartícula combate las bacterias de manera mucho más eficiente. Pero buscan una aclaración en el próximo año. "Tenemos dos suposiciones:o el método de transporte mucho más eficiente lleva cantidades significativamente mayores de ingredientes activos al centro de la infección, o la nanopartícula elude un mecanismo de defensa que la bacteria ha desarrollado contra el antibiótico, "Explica Fischer." Esto significaría, que logramos devolverle su impacto a un antibiótico, que ya lo había perdido por un desarrollo de resistencia de la bacteria ".

"Más específicamente, asumimos que las bacterias de las capas inferiores de la biopelícula se transforman en persistentes latentes y apenas absorben sustancias del exterior. En este estadio son tolerantes a la mayoría de los antibióticos, que solo matan las bacterias que se dividen por sí mismas. Las nanopartículas transportan los antibióticos más o menos en contra de su voluntad al interior de la célula, donde puedan desplegar su impacto, ", añade el investigador Mathias Pletz.

Adicionalmente, el equipo de investigación de Jena tuvo que preparar las nanopartículas para la inhalación. Porque a 200 nanómetros la partícula es demasiado pequeña para entrar en las vías respiratorias más profundas. "El sistema de respiración filtra las partículas que son demasiado grandes y las que son demasiado pequeñas, "Dagmar Fischer explica." Entonces, nos quedamos con una ventana preferida de entre uno y cinco micrómetros ”. Los investigadores de Jena también tienen ideas prometedoras para resolver este problema.

En este punto, los científicos de Jena ya están convencidos de haber encontrado un método muy prometedor para combatir las infecciones respiratorias de los pacientes con mucoviscidosis. Por lo tanto, pueden contribuir a una mayor esperanza de vida de los afectados. "Pudimos demostrar que el recubrimiento de nanopartículas mejora el impacto de los antibióticos contra la biopelícula en un factor de 1, 000, "Dice Fischer.