Nanotransportadores de albúmina como vectores del tratamiento contra las comunidades bacterianas intracelulares en las infecciones urinarias

Abstract

Las infecciones del tracto urinario (ITU) representan la segunda causa más común de infección a nivel mundial, afectando con mayor frecuencia a mujeres, niños y adultos mayores. Escherichia coli uropatógena (UPEC) es el principal agente ecológico. Estas infecciones conllevan importantes implicancias clínicas y económicas, en especial cuando evolucionan a formas recurrentes o asociadas a dispositivos médicos como catéteres. Las ITU recurrentes han sido asociadas a la presencia de comunidades bacterianas intracelulares (CBI), que actúan como reservorios protegidos dentro del urotelio, lo que dificulta su erradicación con terapias convencionales. A su vez, las ITU asociadas a catéter (ITU-C) representan más del 80 % de las infecciones nosocomiales y su manejo clínico se complica por la formación de biofilms bacterianos resistentes a antibióticos. La eficacia limitada de los tratamientos antimicrobianos actuales, debido a la creciente resistencia bacteriana, la formación de biofilms y la incapacidad de los antibióticos convencionales de alcanzar compartimentos intracelulares, ha impulsado el desarrollo de estrategias terapéuticas alternativas. En este contexto, las nanopartículas (NPs), y en particular las nanopartículas de albúmina (BSA-NPs), emergen como una plataforma prometedora para la administración dirigida de fármacos. Estas NPs son biocompatibles, biodegradables, estables, no inmunogénicas y fácilmente funcionalizables, características que favorecen su uso en nanomedicina. El presente proyecto se centró en el desarrollo de NPs de albúmina cargadas con ciprofloxacino (CPF) y funcionalizadas con lectinas (FimH y Concanavalina A), orientadas a favorecer la internalización celular y combatir las CBI. Las NPs fueron sintetizadas mediante el método de desolvatación y optimizadas a través de un diseño experimental en dos fases. Se evaluaron propiedades fisicoquímicas, eficiencia de encapsulación, carga de fármaco, estabilidad coloidal, perfil de liberación in vitro, citotoxicidad actividad antimicrobiana e internalización celular. Las NPs optimizadas vacías y cargadas con CPF presentaron tamaños inferiores a 150 nm, potencial zeta negativo y una eficiencia de encapsulación ~85 %. Tras la funcionalización el tamaño de partícula aumentó observándose un menor incremento en los nanosistemas optimizados. Todos los nanosistemas mostraron ser biocompatibles in vitro con perfiles de liberación sostenida del fármaco durante aproximadamente 5 horas. Los nanosistemas sin funcionalizar mostraron ser capaces de mantener su estabilidad coloidal a distintas temperaturas durante al menos 30 días, mientras que los nanosistemas funcionalizados la mejor condición para mantener estabilidad coloidal es a 4 °C. Mediante el ensayo de internalización celular se determinó que los nanosistemas funcionalizados presentan una internalización significativamente mayor en células uroteliales en comparación con nanopartículas no funcionalizadas y CPF libre lo que sugiere que la funcionalización con lectinas mejora la direccionalidad y eficacia del sistema de entrega del fármaco a nivel intracelular. Además, los nanosistemas evaluados fueron capaces de combatir eficazmente las comunidades bacterianas intracelulares de E. coli en el modelo celular evaluado. Los resultados obtenidos respaldan el uso de los nanosistemas desarrollados como una plataforma eficaz para la entrega intracelular de antibióticos, con alto potencial terapéutico para el tratamiento de ITU recurrentes e infecciones bacterianas de difícil erradicación.