Un nou dispositiu analitza la resposta dels biofilms als antibiòtics per ajudar a personalitzar el tractament de cada pacient
S’estima que entre el 60 i el 80% de les infeccions microbianes en humans estan relacionades amb biofilms: comunitats de microorganismes adherides a una superfície i envoltades per una matriu viscosa, que els protegeix davant el sistema immunitari i dels antibiòtics.
Ara, un equip de la Universitat de Barcelona (UB) ha desenvolupat un dispositiu que permet simplificar el cultiu i l’anàlisi aquestes comunitats bacterianes i avaluar-ne la resposta als antibiòtics, fet que podria ajudar a prendre decisions terapèutiques més precises i personalitzades.
«XpertBiofilm permet cultivar i analitzar biofilms directament a partir de mostres de pacients i avaluar-ne la resposta als antibiòtics d’una manera senzilla. Això podria facilitar una millor caracterització de les infeccions associades a biofilms i ajudar a seleccionar tractaments més adequats per a cada pacient», explica Eduard Torrents, professor agregat de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona i cap de grup a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), que lidera el desenvolupament d’aquesta tecnologia juntament amb Núria Blanco-Cabra, professora lectora de la UB i també investigadora de l’IBEC.
La possibilitat de personalitzar el tractament podria contribuir també a afrontar un dels principals reptes sanitaris actuals: la resistència als antibiòtics. «Conèixer la resposta de cada biofilm permetria reduir l’ús de fàrmacs ineficaços i afavorir una utilització més racional dels antibiòtics, un aspecte especialment rellevant en un context d’augment global de les resistències antimicrobianes», subratllen els investigadors.
Un mètode més senzill i econòmic als laboratoris hospitalaris
Malgrat l’elevada prevalença de les infeccions associades a biofilms, els mètodes d’avaluació de la sensibilitat als antibiòtics que s’utilitzen habitualment als hospitals se centren en bacteris que creixen de manera lliure. Els dispositius disponibles per estudiar biofilms solen ser complexos, requereixen personal especialitzat i comporten procediments llargs, fet que en dificulta la incorporació a la pràctica clínica habitual.
«Aquesta limitació pot conduir a l’elecció de tractaments poc eficaços, ja que els bacteris que formen part d’un biofilm poden presentar perfils de sensibilitat als antibiòtics diferents dels que creixen de manera planctònica. Això pot contribuir a prolongar les infeccions, incrementar els costos sanitaris i empitjorar els resultats clínics dels pacients», destaquen els investigadors.
Per donar resposta a aquest repte, el nou dispositiu simplifica el cultiu i l’anàlisi dels biofilms i elimina la necessitat de disposar de sistemes d’imatge complexos i de personal tècnic altament especialitzat. «Aquestes característiques podrien facilitar-ne la incorporació als laboratoris hospitalaris per avaluar la sensibilitat dels biofilms als antimicrobians», afegeixen.
El dispositiu consisteix en una cambra segellada que conté un disc circular sobre el qual creix el biofilm i disposa d’un port d’entrada a través del qual s’administra l’antibiòtic. El sistema permet reproduir condicions favorables per a la formació d’aquestes comunitats bacterianes. Posteriorment, el disc es pot extreure per analitzar el biofilm i estudiar-ne la sensibilitat als antibiòtics sense necessitat d’equipament especialitzat.
De la fibrosi quística a altres infeccions cròniques
El dispositiu ja s’ha validat amb mostres d’esput de persones amb fibrosi quística, una malaltia crònica, hereditària i degenerativa que afecta principalment els pulmons i el sistema digestiu. Entre les complicacions més greus hi ha les infeccions respiratòries persistents associades a la formació de biofilms.
En la prova de concepte, les comunitats bacterianes cultivades a partir d’aquestes mostres van respondre als antibiòtics als quals eren clínicament sensibles. En canvi, no es va observar cap efecte significatiu dels fàrmacs als quals presentaven resistència, d’acord amb el perfil de sensibilitat de cada mostra.
«Aquests resultats posen de manifest la capacitat del dispositiu per reproduir la resposta específica als antibiòtics dels biofilms de cada pacient en un context clínicament rellevant», expliquen els investigadors.
XpertBiofilm està dissenyat per analitzar biofilms a partir de mostres clíniques obtingudes directament dels pacients i procedents de diferents tipus d’infeccions. «Per tant, podria tenir aplicacions en altres patologies cròniques relacionades amb aquestes comunitats bacterianes, com les infeccions associades a dispositius mèdics (per exemple, les pròtesis), les ferides cròniques o les infeccions pulmonars persistents», assenyalen.
L’objectiu de l’equip és ampliar la validació clínica amb més mostres i altres tipus d’infeccions associades a biofilms. Paral·lelament, treballa en l’optimització de la tecnologia i en el desenvolupament d’una versió escalable que es pugui integrar fàcilment en els fluxos de treball dels laboratoris clínics.