Congreso Uruguayo en Una Salud - I Jornada Académica del Instituto de Investigación Una Salud

La resistencia a antimicrobianos es una amenaza latente a la salud pública, que compromete un pilar esencial de la medicina moderna. Se estima que hacia 2050 podrían registrarse hasta 10 millones de muertes anuales por infecciones resistentes, lo que superaría las cifras actuales de mortalidad por cáncer.
La expresión de β-lactamasas, enzimas capaces de inactivar los antibióticos β-lactámicos al hidrolizarlos, constituye el principal mecanismo de resistencia en bacterias Gram negativas (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aureginosa, Acientobacter baunamii).
Una estrategia para combatir la resistencia mediada por β-lactamasas y preservar la utilidad terapéutica de los ABLs disponibles, es el diseño de inhibidores de β-lactamasas (IBLs) que puedan coadministrarse con éstos.
Las metalo-β-lactamasas son capaces de hidrolizar inclusive los antibióticos carbapenémicos. Actualmente no existe un inhibidor aprobado para su uso clínico, y los candidatos muestran limitaciones de espectro de acción, estabilidad o disponibilidad. Previamente, nuestro grupo de investigación ha diseñado y sintetizado IBLs de tipo benzo-bisheterociclo,[1] capaces de inhibir diferentes subclases de MBLs de relevancia clínica, y restaurar la eficacia de carbapenemes en cepas portadoras de MBLs, de origen recombinante o aislados clínicos.
En este trabajo, se plantea una estrategia terapéutica basada en la vehiculización en nanopartículas de carbapenemes e inhibidores de MBLs de síntesis del grupo. La encapsulación en micelas poliméricas, estructuras autoensambladas en base a polímeros anfifílicos con arquitectura núcleo-corona, permitiría aumentar la estabilidad y solubilidad de los activos, y promover una liberación controlada, potenciando su actividad antibacteriana.
Inicialmente se realizó el estudio de las propiedades fisicoquímicas y comportamiento en medio biológicos de IBLs, que incluyó determinación de lipofilia, unión a proteínas plasmáticas, solubilidad y citotoxicidad.
Para el desarrollo de micelas poliméricas pH-sensibles, se sintetizaron copolímeros de polietilenimina (PEI), ácido poliláctico (PLA) y polietilenglicol (PEG), diseñados para liberar su contenido en medio ácido, que fueron caracterizados por espectroscopías de RMN, IR y Raman y se estudió la estabilidad coloidal de las micelas formadas por Dispersión de Luz Dinámica (DLS).
Los resultados de propiedades PK/PD de IBLs, muestran que una limitante de los inhibidores sintetizados radica en su escasa solubilidad en medios acuosos y su limitada estabilidad en plasma, demostrando que la estrategia de vehiculización es de gran importancia para avanzar en etapas preclínicas del desarrollo como potenciales fármacos.
En base a polímeros PEI(22kDa)-PLA(1KDa)-hidrazona-mPEG(5kDa) y PEI(15kDa)-hidrazona-mPEG(5kDa) se obtuvieron micelas de 80-100 y 100-250 nm de diámetro hidrodinámico, respectivamente, al encapsular simultáneamente meropenem e IBL, lo que fue confirmado mediante cromatografía líquida. Las micelas presentaron una estabilidad coloidal limitada, por lo que se prevé sintetizar polímeros con una mayor porción hidrofóbica, y evaluar su capacidad de carga.
Los resultados obtenidos confirman la factibilidad de encapsular los agentes en el sistema planteado, y estos avances han aportado a la consolidación de la plataforma experimental prevista y la experiencia local en polímeros.
(1) Villamil, V.; Rossi, M.-A.; Mojica, M. F.; Hinchliffe, P.; Martínez, V.; Castillo, V.; Saiz, C.; Banchio, C.; Macías, M. A.; Spencer, J.; Bonomo, R. A.; Vila, A.; Moreno, D. M.; Mahler, G. J Med Chem 2024, 67 (5), 3795–3812.