Los investigadores han desarrollado una forma de apuntalar un sistema inmunológico en dificultades para permitir su lucha contra la sepsis, una condición mortal que resulta de la reacción extrema del cuerpo a una infección.

Los científicos utilizaron la nanotecnología para transformar células inmunitarias sanas donadas en un fármaco con mayor poder para matar bacterias.

En experimentos que tratan ratones con sepsis, las células inmunes diseñadas eliminaron las bacterias en la sangre y los órganos principales, mejorando drásticamente las tasas de supervivencia.

Este trabajo se centra en un tratamiento para la sepsis en etapa tardía, cuando el sistema inmunológico está comprometido y no puede eliminar las bacterias invasoras. Los científicos están colaborando con médicos especializados en el tratamiento de la sepsis para acelerar el proceso de desarrollo de fármacos.

"La sepsis sigue siendo la principal causa de muerte en los hospitales. No ha habido un tratamiento eficaz para la sepsis en etapa tardía durante mucho tiempo. Creemos que esta terapia celular puede ayudar a los pacientes que llegan a la etapa tardía de la sepsis, "dijo Yizhou Dong, autor principal y profesor asociado de farmacia y farmacología en la Universidad Estatal de Ohio. "Para la traducción en la clínica, creemos que esto podría usarse en combinación con el tratamiento actual de cuidados intensivos para pacientes con sepsis ".

El estudio se publica hoy en Nanotecnología de la naturaleza .

La sepsis en sí no es una infección, es una respuesta sistémica potencialmente mortal a la infección que puede provocar daño tisular. insuficiencia orgánica y muerte, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. El CDC estima que 1,7 millones de adultos en los Estados Unidos desarrollan sepsis cada año, y uno de cada tres pacientes que mueren en un hospital tiene sepsis.

Este trabajo combinó dos tipos principales de tecnología:el uso de vitaminas como componente principal en la fabricación de nanopartículas de lípidos, y el uso de esas nanopartículas para capitalizar los procesos celulares naturales en la creación de un nuevo fármaco antibacteriano.

Las células llamadas macrófagos son uno de los primeros en responder en el sistema inmunológico, con el trabajo de "comer" patógenos invasores. Sin embargo, en pacientes con sepsis, el número de macrófagos y otras células inmunitarias es menor de lo normal y no funcionan como deberían.

En este estudio, Dong y sus colegas recolectaron monocitos de la médula ósea de ratones sanos y los cultivaron en condiciones que los transformaron en macrófagos. (Los monocitos son glóbulos blancos que pueden diferenciarse en otros tipos de células inmunitarias).

El laboratorio también desarrolló nanopartículas a base de vitaminas que eran especialmente buenas para entregar ARN mensajero, moléculas que traducen la información genética en proteínas funcionales.

Los científicos, que se especializan en ARN mensajero con fines terapéuticos, construyó un ARN mensajero que codifica un péptido antimicrobiano y una proteína señal. La proteína señal permitió la acumulación específica del péptido antimicrobiano en estructuras macrófagas internas llamadas lisosomas, el lugar clave para las actividades de eliminación de bacterias.

De aquí, los investigadores entregaron las nanopartículas cargadas con ese ARN mensajero en los macrófagos que habían producido con los monocitos de donantes, y dejar que las células lo tomen de allí para "fabricar" una nueva terapia.

"Los macrófagos tienen actividad antibacteriana de forma natural. Por lo tanto, si agregamos el péptido antibacteriano adicional a la célula, esos péptidos antibacterianos pueden mejorar aún más la actividad antibacteriana y ayudar a que todo el macrófago elimine las bacterias, "Dijo Dong.

Después de ver resultados prometedores en las pruebas celulares, los investigadores administraron la terapia celular a ratones. Los modelos de ratón de sepsis en este estudio se infectaron con Staphylococcus aureus y E. coli resistentes a múltiples fármacos y se suprimió su sistema inmunológico.

Cada tratamiento consistió en aproximadamente 4 millones de macrófagos modificados. Los controles para la comparación incluyeron macrófagos ordinarios y un placebo. Comparado con los controles, el tratamiento resultó en una reducción significativa de bacterias en la sangre después de 24 horas, y para aquellos con bacterias persistentes en la sangre, un segundo tratamiento los eliminó.

Dong considera que la liberación de nanopartículas lipídicas de ARN mensajero en ciertos tipos de células inmunitarias es aplicable a otras enfermedades, y su laboratorio está trabajando actualmente en el desarrollo de inmunoterapia contra el cáncer utilizando esta tecnología.