Investigadores de ULL y CSIC demuestran la mejora de la actividad antimicrobiana de péptidos por inclusión en nanopartículas basadas en quitosano

Los antibióticos, a pesar de su eficacia probada, siguen presentando efectos secundarios y algunas limitaciones en cuanto a su biodisponibilidad y direccionamiento que, junto con su uso inapropiado, ha llevado a la actual crisis mundial de resistencia antimicrobiana. Por otro lado, la utilización extensiva de los pesticidas químicos para proteger las cosechas está provocando efectos muy perjudiciales en el medio ambiente y en la salud humana, además de problemas de resistencia. 

Los péptidos antimicrobianos se presentan como una alternativa muy prometedora a los antibióticos y pesticidas químicos, al mostrar eficacias comparables con mínimos problemas de resistencia y ser compuestos de origen natural. No obstante, la aplicación real de los péptidos antimicrobianos en la práctica clínica o en la agricultura se está convirtiendo en un reto, por la posible degradación de estos compuestos y su limitada capacidad de direccionamiento, lo que lleva a una pobre bioactividad y problemas de toxicidad y estabilidad. 

Un estudio de la Universidad de La Laguna, en el que también colaboran investigadores del CSIC, con José Manuel Pérez de la Lastra al frente, demuestra la mejora de la bioactividad de dos péptidos antimicrobianos significativamente diferentes (Cm-p1, obtenido del molusco costero Cenchritis muricatus, y Lip1, una catelicidina aislada del cetáceo Lipotes vexillifer) al ser encapsulados en nanopartículas de 190-239 nm basadas en quitosano (biopolímero con propiedades antimicrobianas) y sintetizadas mediante el método de gelificación iónica, lo que resultará en su futura aplicación en áreas tan diferentes como la agricultura o la biomedicina. 

Mediante estudios bioinformáticos se han predicho las características fisicoquímicas de ambos péptidos antimicrobianos y la idoneidad de las nanopartículas basadas en quitosano para incorporar dichos péptidos. Aunque ambos péptidos libres mostraron diferentes actividades contra Botrytis cinérea (hongo patógeno que suele hospedar en especies vegetales), su encapsulación en nanopartículas basadas en quitosano mejoró significativamente su eficacia contra Botrytis cinerea, inhibiendo la germinación de conidios (esporas asexuales) y el crecimiento hifal (ramificación de los filamentos que componen el cuerpo de los hongos). 

Según los datos experimentales, aunque las propiedades antimicrobianas del quitosano están indudablemente relacionadas con la mejora de la bioactividad de los péptidos, la vectorización de los péptidos a través de su inclusión en nanotransportadores es, sin duda, la principal causa del aumento de la eficacia antimicrobiana de los péptidos.

Esta investigación ha sido llevada a cabo en el Grupo de Investigación de Encapsulación y Evaluación Biológica Avanzada de la Universidad de La Laguna, de reciente creación y coordinado por el profesor Edgar Pérez Herrero, perteneciente al Departamento de Ingeniería Química y Tecnología Farmacéutica de este centro académico. El grupo está enfocado en el diseño, síntesis y caracterización de diferentes micro/nanotransportadores y scaffolds para vehiculizar moléculas bioactivas hacia diferentes dianas terapéuticas de interés en diversas enfermedades, con un especial énfasis en los cánceres hematológicos y en las enfermedades neurodegenerativas.

Pérez Herrero es profesor titular y está dirigiendo cuatro tesis doctorales, dentro del Programa de Doctorado en Ciencias Médicas y Farmacéuticas, Desarrollo y Calidad de Vida. Es co-investigador principal de dos proyectos de investigación, financiados con 20.000 € por la Fundación Canaria Instituto de Investigación Sanitaria de Canarias (FIISC) y por 30.266 € por la plataforma de mecenazgo de la Universidad de La laguna. Además, forma parte de un proyecto del plan nacional (Ministerio de Ciencia e Innovación) financiado con 262.500 €, junto con la Universidad de Santiago de Compostela y la Universidad de Navarra.