Bacteriófagos en terapia fágica, alternativa de antibióticos

Fecha de publicación: 25/5/2019
Fuente: Diario Veterinario y Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

Demuestran que los bacteriófagos encapsulados en liposomas por vía oral confieren mayor efectividad en el control de Salmonella en pollos

La aplicación de bacteriófagos (fagos) en terapia fágica es un recurso cada vez más investigado como una estrategia alternativa o complementaria al uso de los antibióticos. Su uso permite disminuir y controlar la dispersión de bacterias resistentes a los antibióticos en ciertos ambientes como las granjas de animales, la cadena alimentaria y el ámbito hospitalario y de la comunidad.

Entre las diferentes vías de aplicación, la vía oral parece ser la más adecuada debido su fácil administración, la reducida respuesta inmune que confiere y el mayor confort del paciente. En estudios previos, el grupo de Microbiología Molecular del Departamento de Genética y Microbiología de la Universidad Autónoma de Barcelona, dirigido por la Dra. Montserrat Llagostera, demostró que la encapsulación de los bacteriófagos en liposomas prolongaba en el tiempo la elevada efectividad de los bacteriófagos al ser administrados oralmente a pollos contaminados con Salmonella.

En el trabajo recientemente publicado en la revista Frontiers in Microbiology, se ha partido de dos hipótesis. En primer lugar, los bacteriófagos encapsulados en liposomas pueden adherirse al epitelio intestinal, aumentando así su tiempo de permanencia en el tracto intestinal y, por otro lado, los bacteriófagos encapsulados pueden atravesar la barrera intestinal y llegar a los órganos internos. 

Para probar estas dos hipótesis dicho grupo de investigación ha aplicado una metodología de imagen no invasiva para visualizar por primera vez la biodistribución de los bacteriófagos encapsulados en liposomas (marcados con un fluorocromo) en un modelo murino. Asimismo, se ha empleado también un modelo in vitro de barrera intestinal, desarrollada por el grupo de Mutagénesis del Departamento de Genética y Microbiología, dirigido por el Dr. Ricard Marcos, con quien se ha colaborado.

Imágenes tridimensionales de un corte transversal del modelo de barrera intestinal basado en un co-cultivo de linfocitos Caco-2 / HT29 / Raji-B tratado con bacteriófagos (A) y PPE (B – D) . Los núcleos celulares se tiñeron con Hoechst 33242 (azul), bacteriófagos con oro SYBR (verde) y liposomas con Vybrant Dil (rojo). La membrana plasmática se tiñó con CellMask DeepRed (gris). (A) Fagos no encapsulados (verde) se ven dentro de las células. (B, C) PPE teñido en diferentes fases. (B) Solo se muestran los fagos encapsulados (verde) dentro de las células (gris, membrana y azul, núcleos celulares). (C) Fusión de todos los marcadores con los liposomas (rojo) que cubren los fagos encapsulados detallados en (B). El cuadrado blanco indica los fagos no encapsulados (A) , los fagos encapsulados (B) y la cápsula de liposomas (C) . (D) Un detalle del lado basolateral de la barrera intestinal (ubicado en el lado superior de la imagen) muestra la presencia de liposomas (rojos) dentro de las células. La imagen ampliada muestra fagos liberados de los liposomas. Barras de escala, 8 μm.

ENSAYOS DEL ESTUDIO

Los ensayos de biodistribución se realizaron administrando oralmente a ratones fagos encapsulados y marcados con el fluorocromo VTS-750 y visualizándolos con una metodología de imagen no invasiva IVIS Spectrum en las instalaciones del Servicio de Animal de Laboratorio y del CIBER-BBN in vivo experimental platform (Instituto de Investigación de la Vall d'Hebron).

Con esta metodología, combinada con métodos de cultivo de órganos ex vivo de los ratones, se demostró que la encapsulación de los fagos da lugar a un aumento significativo de fagos encapsulados en el estómago, incluso 6 h después de su administración y sin disminuir su concentración. Además, los datos obtenidos de los órganos ex vivo mostraron una mayor concentración de los fagos no encapsulados respecto a los encapsulados en hígado, riñón y músculo, hasta 6 h después de su administración. Sin embargo, se detectaron bacteriófagos encapsulados en el hígado, el bazo y el músculo, con valores de encapsulación destacables durante todo el experimento (38% ± 6,3%, 68% ± 8,6% y 47% ± 7,4%, respectivamente).

Por otra parte, la aplicación de la microscopía láser de barrido confocal en cultivos in vitro de células intestinales humanas (Caco-2 / HT29 / Raji-B) reveló que los liposomas teñidos con el fluorocromo Vybrant-Lun y conteniendo los bacteriófagos marcados con SYBR gold se adhieren a las membranas de estas células.

El conjunto de los resultados obtenidos apunta que la causa de la mayor eficacia en el tiempo de la terapia fágica oral con bacteriófagos encapsulados en liposomas, respecto a los no encapsulados, se debe a su mayor persistencia en el estómago y a su adherencia a la pared intestinal.

Para realizar la encapsulación de los bacteriófagos, se ha contado con la inestimable colaboración del grupo Supramolecular Nanochemistry and Materials del ICN2, dirigido por el profesor ICREA Daniel Maspoch.

 
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