El aumento de la resistencia bacteriana a los antibióticos convencionales se ha convertido en una amenaza para la salud pública, lo que ha vuelto una necesidad desarrollar nuevos biomateriales de uso práctico para combatir la resistencia bacteriana.
Un nuevo biomaterial desarrollado por la Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) puede ayudar a reducir el desperdicio y la contaminación generados por el exceso de fármacos en el agua.
La biopartícula puede llevar los medicamentos directamente al intestino de los peces ayudando de esta forma a enfrentar la resistencia microbiana a los antibióticos convencionales.
Además de las bondades descritas, el biomaterial demostró ser palatable para los animales, y que puede aumentar la efectividad de los tratamientos y reducir el desperdicio y la contaminación inherentes a la administración de medicamentos para peces.
Al respecto, es importante destacar que la nanoadministración de fármacos tiene como objetivo garantizar la estabilidad del fármaco frente a condiciones bioquímicas adversas durante el curso de la administración.
Nuevo biomaterial para transportar antibióticos
Un nuevo estudio produjo una biopartícula submicrométrica de actividad antibacteriana en forma de polvo con una textura adecuada y características atractivas para una administración oral eficaz.
“Nuestra biopartícula consigue pasar por el tracto digestivo y llevar el medicamento directamente al intestino, lo que puede aumentar la eficiencia de los medicamentos convencionales, a las cuales las bacterias son cada vez más resistentes”, afirmó Patrick Mathews Delgado, pos-doctorando en la Escola Paulista de Medicina (EPM) de la Unifesp y coautor del estudio.
“El material puede ser administrado directamente en el agua, donde es consumido por los peces. Normalmente, los medicamentos son mezclados con la ración y no es posible saber cuánto fue realmente consumido y cuánto está contaminando el agua. Esto se convierte en un problema serio en los criaderos grandes, como el salmón en Chile, por ejemplo”, destacó el investigador.
La biopartícula tiene como base el quitosano y el alginato, dos ingredientes de origen natural utilizados en la industria y en las investigaciones. El primero es obtenido de la concha de los crustáceos, y el segundo de las macroalgas.
A la formulación se le agregó arginina, un aminoácido presente en varios alimentos. La molécula usada como antimicrobiano fue un péptido obtenido de un arácnido encontrado en el sudeste de Brasil.
Corydoras
Los peces ornamentales amazónicos, de la especie Corydoras schwartzi, fueron tratados por ocho días con el material.
El análisis de los intestinos de los peces Corydoras reveló una alta penetración en las células epiteliales y en las cámaras más profundas de órgano. Diferentes métodos demostraron que la partícula no causa toxicidad u otros daños. Asimismo, los exámenes de las células sanguíneas de los peces reforzaron los hallazgos.
“Usamos materiales conocidos por ser poco o nada citotóxicos. El quitosano tiene la ventaja de adherirse bien en la mucosa, que fue demostrado en el estudio. Las pruebas mostraron que el biomaterial resiste la acidez del sistema digestivo y lleva integró al intestino”, contó Omar Mertins, profesor del Departamento de Biofísica da EPM-Unifesp, que coordinó el estudio.
El estudio concluye destacando el potencial de aplicabilidad de un nuevo biomaterial de administración oral atractivo y seguro de polipéptido antibacteriano.
El estudio es parte de los proyectos coordinador por Mertins “Aperfeiçoamento das propriedades do polissacarídeo quitosana para aplicação em lipossomas e vesículas gigantes” y “Nano cubossoma de fase cristalina e funcionalizado com biopolímeros: desenvolvimento como carreador de fármaco e estudos in vivo em zebrafish (Danio rerio)”.
Parásitos de peces ornamentales
En un estudio anterior, los investigadores evaluaron las propiedades de una formulación semejante, teniendo como objetivo los parásitos que afectan a las Corydoras.
La molécula transportada fue el antiparasitario “Praziquantel”, bastante utilizado en el tratamiento de infecciones por parásitos.
“Los peces ornamentales son exportados principalmente para Asia, Europa y Estado Unidos, pudiendo llevar una gran cantidad de parásitos. La introducción de nuevos patógenos por medio de esas exportaciones es un riesgo muy grande para los ecosistemas y para la misma producción comercial, debido a que pueden contaminar las especies salvajes y de cultivo”, explicó Mathews.
En los intestinos de los animales colonizados por los gusanos, la biopartícula penetró en los cistos para proteger a los parásitos, lo que demostró el potencial de uso del material como acarreador de medicamentos también para otros peces. Por eso, se ha presentado una solicitud de patente para una de las formulaciones.
Según los resultados del estudio anterior, se evidenció la liberación del fármaco objetivo y la reducción de más del 97 % de los parásitos intestinales de los peces.
Ahora los científicos están probando esa y otras formulación en el tratamiento de parásitos de peces comerciales para el consumo humano: tilapia (Oreochromis niloticus) y cachama (Colossoma macropomum).
Referencias
Carlos A.B. Ramirez, Patrick D. Mathews, Rafael R.M. Madrid, Irene T.S. Garcia, Vera L.S. Rigoni, Omar Mertins. 2023. Antibacterial polypeptide-bioparticle for oral administration: Powder formulation, palatability and in vivo toxicity approach, Biomaterials Advances, Volume 153, 2023, 213525, ISSN 2772-9508,
https://doi.org/10.1016/j.bioadv.2023.213525.
Mathews, P. D., Patta, A. C., Madrid, R. R., Ramirez, C. A., Pimenta, B. V., & Mertins, O. (2021). Efficient Treatment of Fish Intestinal Parasites Applying a Membrane-Penetrating Oral Drug Delivery Nanoparticle. ACS Biomaterials Science & Engineering.
Elaborado por información de Agencia FAPESP.
