La temporada de "regreso a clases" significa comprar bolígrafos y papel, averiguar la nueva ruta del autobús y... dolores de oído. Los médicos suelen tratar estas infecciones con antibióticos, pero los niños no siempre completan el tratamiento completo, lo que acelera la resistencia a estos medicamentos. Hoy, los investigadores informan que han desarrollado un sistema a nanoescala de un solo uso que es poco probable que genere resistencia. Usando un compuesto similar a la lejía en animales de prueba, demuestran que puede matar un tipo de bacteria que causa infecciones de oído, y algún día podría aplicarse fácilmente en forma de gel.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la reunión de otoño de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).
"Inicialmente concebimos esta idea observando el limpiador doméstico blanqueador. Aunque se ha utilizado desde el siglo XIX, las bacterias no parecen haber desarrollado ninguna resistencia generalizada a este limpiador", dice el Dr. Rong Yang, el investigador principal del proyecto.
Pero Yang advierte rápidamente que la gente no debería tratar las infecciones con lejía. La solución que se vende en las tiendas es altamente concentrada y cáustica, pero cuando se usa de manera adecuadamente controlada en concentraciones extremadamente bajas, el ingrediente activo de la lejía se considera compatible con el tejido vivo.
Después de darse cuenta de que el ingrediente activo del limpiador doméstico podría evitar la resistencia a los antibióticos, los investigadores de la Universidad de Cornell decidieron abordar un flagelo infantil casi universal:las infecciones agudas de oído. Estas infecciones afectan a más del 95% de los niños en los EE. UU. y el tratamiento generalmente requiere tomar antibióticos durante cinco a 10 días. Sin embargo, estos regímenes pueden causar efectos secundarios problemáticos, lo que lleva a algunas familias a suspender el medicamento prematuramente, especialmente si los síntomas desaparecen. Pero el uso inadecuado de estos medicamentos puede acelerar el desarrollo de resistencia a los antibióticos, lo que hace que las infecciones sean más difíciles, si no imposibles, de tratar. Este problema se encuentra entre las mayores amenazas para la salud mundial, según la Organización Mundial de la Salud.
Las bacterias tienen más éxito luchando contra algunas sustancias que contra otras. El ácido hipoclórico de la lejía pertenece a una familia de compuestos, conocidos como ácidos hipohalosos, a los que las bacterias aún no han desarrollado una resistencia significativa, probablemente debido a las numerosas formas en que estos ácidos altamente reactivos dañan las células microbianas, dice Yang.
Debido a que estas sustancias se descomponen rápidamente, Yang y sus colegas intentaron generar una de ellas según fuera necesario detrás del tímpano en el oído medio, donde ocurren las infecciones de oído. Se inspiraron en una enzima de las algas gigantes, que convierte el peróxido de hidrógeno (H2 O2 ) al ácido hipobromoso (HOBr), un pariente químico de la lejía.
Causa frecuente de infecciones de oído, la bacteria Streptococcus pneumoniae produce H2 O2 para combatir otros microbios. Para imitar la enzima algas marinas, que contiene el metal vanadio, Yang y sus colegas diseñaron nanocables hechos de pentóxido de vanadio (V2 O5 ). Estos producen HOBr sólo en presencia del H2 O2 -bacterias productoras, y su forma de varilla ayuda a mantenerlas en su lugar al reducir su capacidad de difundirse en los fluidos corporales.
En pruebas con chinchillas, que contraen infecciones de oído por los mismos patógenos que los niños humanos, lograron eliminar la mayor parte de S. pneumoniae. Yang y sus colegas descubrieron que después del tratamiento con los nanocables, los tímpanos de los animales, una vez inflamados, volvieron a la normalidad. Mientras tanto, las pruebas en animales sanos encontraron evidencia de que el tratamiento no interfirió con la audición.
Para estos experimentos, los investigadores inyectaron los nanocables directamente en el oído medio. En un trabajo más reciente con chinchillas, desarrollaron un método menos invasivo y más práctico para colocar los cables. Al decorar los nanocables con péptidos que se sabe que transportan pequeñas partículas a través del tímpano, Yang y su equipo descubrieron que podían administrar el tratamiento por vía tópica como un gel depositado en el canal auditivo. Una vez que se aplicó el gel, los nanocables que contenía atravesaron el tejido intacto. También están explorando otros métodos para pasar los nanocables a través del tímpano.
Porque otras bacterias que causan infecciones de oído no producen H2 O2 , los investigadores están examinando actualmente si este sistema es eficaz en presencia de microbios distintos de S. pneumoniae y cómo podrían adaptarlo para combatir los otros microbios.
Los investigadores aún no han realizado estudios para determinar cuánto tiempo permanece el sistema en su lugar, aunque su evidencia sugiere que los nanocables salen del oído medio una vez que la infección desaparece. Sin embargo, Yang sospecha que podrían adaptar las propiedades de los nanocables para que permanezcan en su lugar durante largos periodos de tiempo. Este último enfoque podría permitir prevenir infecciones recurrentes que afectan a muchos niños.
"Si las bacterias regresan, el sistema podría reiniciarse, por lo que los niños no necesitarían antibióticos repetidamente y generarían más resistencia en el camino", dice Yang.
Más información: Erradicación de la infección del oído mediante síntesis autónoma de antimicrobianos, ACS Otoño de 2023.
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense
