Todos hemos hecho el experimento de la electrólisis del agua en el colegio: una cubeta con agua y sal, una pila conectada a dos chinchetas que harán las veces de electrodos (polo positivo y negativo) y voilà!: se producen burbujas de hidrógeno por la separación de este y el oxígeno. Esta idea química tan sencilla inspira un proyecto de investigación que ha demostrado que puede eliminar infecciones en prótesis articulares de modelos animales mediante campos eléctricos. "Las burbujas son pequeñas, como burbujas de cava, pero para una bacteria es como una bomba atómica", recalca Lluís Font, director médico del proyecto y jefe del Servicio de Ortopedia y Traumatología del Complejo Hospitalario de San Juan Despí Moisés Broggi-Hospital General d’ Hospitalet.
Font explica que para limpiar piezas metálicas oxidadas encontradas en naufragios o filtros de aceite en la industria usan la misma metodología, aunque con corrientes y amperajes mucho más altos. Pero llegar aquí no ha sido cosa de dos días, sino de muchos años, exactamente 12. Y hasta casi el doble para otro de los investigadores del proyecto, José Luis del Pozo, director del Servicio de Enfermedades Infecciosas de la Clínica Universidad de Navarra (CUN). Pero vayamos por partes.
Infecciones en prótesis articulares
El número de dispositivos biomédicos que se implantan cada año en España y en el mundo es cada vez mayor: catéteres intravasculares, sondas urinarias, tubos torácicos, marcapasos, implantes de mama, mallas abdominales, prótesis articulares... Concretamente de estas últimas se colocan cada año en torno a 50.000, siendo el motivo fundamental la artrosis por el envejecimiento de la población. Normalmente en cadera y rodilla, aunque pueden colocarse en otras articulaciones.
Una de las complicaciones más severas que puede darse es la infección de estos dispositivos ya que se colocan por vía percutánea y las bacterias que viven en nuestra piel pueden colonizarlos. En el caso de las prótesis articulares, ocurre en alrededor de un 1-2% de pacientes: la bacteria se empieza a multiplicar en la superficie de la prótesis y la infecta, además de todos los tejidos alrededor.
Eso conlleva retirar el implante y colocar uno nuevo, pero antes hay que esperar un tiempo administrando antibióticos, que pueden tener efectos adversos en esos pacientes quienes, además de las complicaciones derivadas de la infección y de las dos cirugías, pueden acabar con una infección crónica asociada a la prótesis con dolor y pus que les incapacite mucho. Incluso puede acabar con la amputación de la extremidad o la muerte del paciente por la infección. Es devastador y también tiene un coste importante: entre 30.000 y 50.000 euros más para el sistema sanitario.
"Es necesario encontrar nuevas estrategias de tratamiento que sean más eficaces. Es una de mis líneas de investigación, pero no solo en infecciones en prótesis articulares, sino de cualquier dispositivo biomédico", señala Del Pozo, y para ello lleva desde los primeros años del 2000 estudiando los biofilms.
Qué son los biofilms
Cuando las bacterias se quedan pegadas a la superficie del implante, muchas de ellas tienen la capacidad de formar biofilms o biocapas que son acúmulos, como microcolonias, que no hay manera de eliminar con los antibióticos convencionales. Pero no solo las bacterias, también los hongos pueden formarlos y ocasionan infecciones mucho más graves. "Afortunadamente no son los que más frecuentemente causan estas infecciones, lo son las bacterias estafilococos que viven en la piel de cualquier persona. Pero cualquier microorganismo es capaz de formar un biofilm", dice Del Pozo, quien añade que a veces no está compuesto solo por un tipo de bacteria. "Hay un biofilm, que llamamos mixto, formado por distintas bacterias, lo cual ya complica mucho más. Por ejemplo, si un paciente con un tubo endotraqueal hace una infección y se forma un biofilm suele ser mixto, compuesto por bacterias que viven en su boca y en su tracto respiratorio superior".
"Cuando la bacteria se pega a la prótesis tarda unas seis semanas en hacer el biofilm. En las infecciones agudas en los primeros días, al no haber aún esa biocapa, se echa suero a chorro para arrastrar las bacterias. Pero cuando hay infección crónica, por mucho que se abra y se aplique suero, no se puede arrastrar ese biofilm ya formado, se queda pegado y al cabo del tiempo, además de perpetuar la infección, produce una movilización séptica, es decir, la infección acaba despegando la prótesis del hueso y movilizándola, lo que provoca mucho dolor al paciente", indica José María Lamo de Espinosa, especialista en Cirugía Ortopédica y Traumatología de la CUN que también forma parte del proyecto.
Lamo de Espinosa explica que los campos eléctricos producen una desestructuración de la membrana de las bacterias, así como una eletroporación. "Aumenta el tamaño de los poros dentro de la membrana, lo que hace que la bacteria sea más sensible a los antibióticos". De esa manera, cambia su estructura y se desenganchan, y al mismo tiempo son más susceptibles a los antibióticos. "La costra que forma el biofilm impide que los antibióticos penetren. Al desestructurar el biofilm es más permeable al antibiótico. Esto lo describió ya hace muchos años John William Costerton, el que describió el biofilm. Se llama efecto bioeléctrico y vio que si aplicas un campo eléctrico en un biofilm, éste es más sensible al antibiótico que si no aplicas el campo eléctrico, aunque no explicó por qué era más sensible, que nos hubiera venido muy bien. Nosotros vimos que estas burbujas de hidrógeno destruían el biofilm y las bacterias lógicamente eran más sensibles", agrega Font.
Afinando los campos eléctricos
Del Pozo realizó una estancia postdoctoral de tres años en la División de Enfermedades Infecciosas de la Clínica Mayo en EEUU y en ese tiempo participó en cuatro proyectos de investigación relacionados con la infección asociada a dispositivos biomédicos. Cuenta que vieron la eficacia de combinar los campos eléctricos con antibióticos en modelos in vitro, y diseñaron un modelo animal en conejos donde probaron, siendo también muy eficaz pero generando toxicidad sobre los tejidos del animal. "Destruíamos la infección de la prótesis pero el campo eléctrico provocaba daño en el hueso y en los tejidos".
Aquí entra en escena Font, que paralelamente había creado hace 12 años Innovative Minds S.L., una empresa de consultoría médica que desarrolla proyectos médicos enfocando la investigación a la innovación, y uno de sus primeros proyectos fue el de los campos eléctricos. "Yo me dedico a infección osteoarticular y siempre había querido explorar otras técnicas distintas para tratar las infecciones relacionadas con los implantes metálicos que usamos en Traumatología. Empezamos a explorar los campos eléctricos y el proyecto ha tenido subidas y bajadas en estos años", asegura Font.
El director médico del proyecto había leído artículos de Del Pozo que trataban de su trabajo en la Clínica Mayo con conejos y campos eléctricos. Un día en una ponencia que Del Pozo estaba dando de otro tema distinto, lo abordó y le hizo unas preguntas muy concretas sobre los campos eléctricos, se tomaron un café y le contó su proyecto. A partir de ahí estuvieron en contacto y, aunque los experimentos in vitro de la primera parte del proyecto Font los realizó con Sara Soto, directora del Programa de Infecciones Víricas y Bacterianas del Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), los experimentos en modelo animal se realizaron ya con Del Pozo y otros especialistas de la CUN.
"Lo que nos permitió trabajar con Font fue diseñar un modelo nuevo en el que utilizábamos corrientes eléctricas de baja intensidad que permitían ser igual de eficaces pero con menos toxicidad. Probamos con antibióticos in vitro y vimos que funcionaba frente a un amplio número de bacterias y lo que hicimos en Pamplona fue diseñar un modelo nuevo de infección protésica articular", relata Del Pozo.
via Noticias de diariomedico.... https://ift.tt/dhPWaUZ
No hay comentarios:
Publicar un comentario