Los científicos han creado un material vivo parecido a la flema humana que les ayudará a comprender mejor cómo se desarrolla cierto tipo de infección en los pulmones de los pacientes con fibrosis quística, según publican en la revista ´Matter´.

La investigación ha sido dirigida por el doctor Yuanhao Wu y es fruto de la colaboración entre el profesor Álvaro Mata, de la Facultad de Farmacia y el Departamento de Ingeniería Química, y el profesor Miguel Cámara, del Centro Nacional de Innovación en Biopelículas de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Nottingham (Reino Unido).

Las biopelículas son fuertes materiales vivos tridimensionales que desempeñan papeles clave en la naturaleza, pero que también causan grandes problemas en el mundo real, como en la contaminación de superficies hospitalarias o en nuestra tolerancia al tratamiento con antibióticos.

Uno de los mayores retos en el descubrimiento de antimicrobianos es la falta de modelos de biopelículas que reflejen la complejidad de los entornos naturales, como los que se encuentran en el pulmón de los pacientes con fibrosis quística (FQ).

Debido a una alteración genética, estos pacientes son incapaces de eliminar las infecciones en sus pulmones, donde se acumulan comunidades complejas de microbios causantes de enfermedades dentro de una mucosidad espesa que forma biopelículas tridimensionales.

Estas biopelículas naturales son muy resistentes a los antibióticos y existe una necesidad imperiosa de desarrollar modelos in vitro que puedan reproducirlas con fiabilidad en el laboratorio, para que los expertos puedan entender mejor su biología y desarrollar soluciones a los problemas que causan.

Esto permitirá una evaluación más coherente de las nuevas intervenciones terapéuticas antes de llevarlas a estudios preclínicos. Estos modelos también serán clave para responder a preguntas fundamentales de la investigación sobre las interacciones de las biopelículas polimicrobianas y su huésped, que dan lugar a infecciones crónicas.

En este estudio, los expertos crearon un material vivo parecido al esputo natural, o flema, de los pacientes con FQ que puede hacer crecer biopelículas polimicrobianas en 3D de forma controlada, parecidas a las que se encuentran en el pulmón de la FQ. El equipo lo consiguió combinando péptidos con un medio de cultivo conocido por recrear el esputo natural y que puede infectarse fácilmente.

El material vivo incorpora múltiples comunidades microbianas y factores nutricionales y químicos clave que favorecen el crecimiento bacteriano y presentan propiedades físicas que imitan las de las biopelículas del esputo de la FQ. El material se ha utilizado para construir un modelo epitelial pulmonar infectado in vitro que se empleó para estudiar el impacto de los antibióticos.

El profesor Mata afirma que "la capacidad de crear biopelículas 3D complejas en el laboratorio de forma sencilla, dará lugar a herramientas prácticas para comprender mejor cómo se forman estas estructuras vivas y cómo tratarlas mejor".

Por su parte, el profesor Cámara añade que "la tecnología desarrollada en este estudio revolucionará la forma en que estudiamos las infecciones mediadas por biopelículas y evaluamos la eficacia de nuevos antimicrobianos utilizando diferentes entornos de infección similares a los in vivo".