Nuevo cemento antibiótico para tratar infecciones óseas

Un nuevo estudio realizado por investigadores del Brigham and Women's Hospital, abordo el creciente problema en el desarrollo de antibióticos utilizando un enfoque novedoso e interdisciplinario para construir una biblioteca robusta de antibióticos y medicamentos generados por un programa de computadora con el fin de identificar un antibiótico eficaz para uso específico en una matriz de cemento óseo. Este enfoque podría usarse potencialmente para tratar infecciones óseas, una complicación común después de procedimientos quirúrgicos ortopédicos. 

Para diseñar un nuevo antibiótico para la administración local específica a través de una matriz de cemento óseo, utilizaron polimetilmetacrilato (PMMA), el estándar de oro aceptado por la FDA. El equipo preseleccionó moléculas para el diseño de antibióticos y analizó bacterias sensibles y resistentes a los medicamentos en un modelo preclínico. Por último, el equipo comparó el cemento óseo de PMMA utilizado clínicamente y el nuevo cemento óseo de PMMA cargado con antibióticos utilizando un modelo de lesión tibial infectada por estafilococos profiláctico y otro establecido.

Los investigadores identificaron el antibiótico de doble acción VCD-077 y estudiaron su actividad y eficacia en células y en modelos animales. VCD-077 no solo exhibió la cinética de liberación del fármaco deseada sin afectar la estabilidad del cemento óseo de PMMA, sino que también demostró una alta eficacia contra una amplia gama de cadenas de bacterias resistentes a los fármacos y desaceleró el desarrollo de futuras resistencias. De hecho, el cemento óseo de PMMA cargado con VCD-077 exhibió una mayor eficacia que todos los cementos óseos cargados de antibióticos utilizados actualmente contra las infecciones óseas por estafilococos en un modelo de rata.

Antes de la aplicación clínica el equipo debe enfrentarse a dos limitaciones importantes: las posibles diferencias entre el modelo de rata estudiado y los humanos, asi como los estudios de toxicidad necesarios. Pero, señalan los investigadores, el futuro es brillante para el tratamiento localizado específico de tejido, como una inyección mínimamente invasiva de cemento óseo infundido con antibiótico. Centrarse en la especificidad del tejido desde la etapa de desarrollo y la interacción entre el fármaco y el dispositivo puede ayudar a diseñar tratamientos que funcionen con precisión sin perpetuar la resistencia al fármaco. Además, la novedosa aplicación de ingeniería informática del equipo para encontrar moléculas y optimizar el diseño de antibióticos fue un gran éxito, lo que sugiere el potencial de la programación informática y la tecnología de IA para agilizar el desarrollo de fármacos.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Nature Biomedical Engineering.