Proyecto de Purdue y UNAB desarrollará plataforma para dirigir antibióticos y proteger el microbioma

Un proyecto de investigación desarrollado en colaboración entre Purdue University y la Universidad Andrés Bello (UNAB) fue seleccionado para participar en Focused Antibiotics, programa de la organización internacional Wellcome Leap orientado a desarrollar nuevas estrategias frente a la resistencia antimicrobiana. La iniciativa es liderada por la Dra. Raluca Ostafe, investigadora del Departamento de Ciencias Biológicas de Purdue University, y cuenta como Co-Investigador Principal con el Dr. Danilo González-Nilo, director del Centro de Bioinformática y Biología Integrativa (CBIB) y del programa de Doctorado en Bioinformática y Biología de Sistemas de UNAB.

El proyecto busca desarrollar una plataforma de administración oral de antibióticos basada en nanotransportadores, estructuras capaces de transportar y liberar estos medicamentos de manera más selectiva en los sitios donde se encuentra la infección. La estrategia apunta a reducir la exposición innecesaria del microbioma intestinal a los antibióticos, una de las consecuencias asociadas al uso de estos medicamentos y que puede contribuir a la selección de bacterias resistentes.

La propuesta se diferencia de las estrategias centradas exclusivamente en la búsqueda de nuevos antibióticos. En este caso, el objetivo es trabajar con medicamentos existentes y modificar la forma en que son transportados y liberados en el organismo, buscando aumentar su precisión y disminuir sus efectos fuera del sitio de infección. Purdue University describe la iniciativa como un esfuerzo para cambiar “dónde y cómo” actúan los antibióticos en el organismo.

“El desafío actual de la resistencia antimicrobiana no radica únicamente en la falta de nuevas moléculas, sino en cómo y dónde actúan los antibióticos en el organismo”, explica el Dr. Danilo González-Nilo.

Nuestra meta es transformar radicalmente este escenario: encapsular y dirigir antibióticos existentes mediante formulaciones nanométricas para que ejerzan su acción con precisión milimétrica en el tejido infectado, preservando intacto el ecosistema intestinal.

El financiamiento del programa Focused Antibiotics contempla un fondo global de hasta US$50 millones, que Wellcome Leap distribuye entre los proyectos seleccionados de acuerdo con el alcance y los requerimientos de cada propuesta. El programa tiene una duración de tres años y opera bajo un modelo de evaluación por hitos, en el que los equipos deben demostrar progresos técnicos y científicos a medida que avanzan en sus objetivos.

En esta primera etapa, la iniciativa liderada por Purdue University y la Universidad Andrés Bello cuenta con US$4 millones para avanzar en el desarrollo de la plataforma.

El aporte de CBIB UNAB al diseño de los nanotransportadores

En el proyecto, el laboratorio del Dr. González-Nilo y el CBIB tendrán un rol asociado al diseño racional, al modelamiento físico-químico y a la caracterización experimental de las formulaciones basadas en nanoburbujas. Para ello, se combinarán herramientas de bioinformática estructural, simulaciones computacionales y análisis biofísicos para estudiar el comportamiento de los nanotransportadores antes y después de su síntesis.

Uno de los componentes será el modelamiento multiescala de las interacciones entre las nanoburbujas funcionalizadas, las moléculas de antibióticos y las membranas biológicas. Estas simulaciones permitirán evaluar aspectos como la estabilidad de la encapsulación y orientar el diseño de las formulaciones. A ello se sumará el estudio de su comportamiento ante condiciones fisiológicas específicas, como cambios de pH, gradientes iónicos y ambientes asociados a procesos inflamatorios o infecciosos.

El CBIB también contribuirá con herramientas para la caracterización biofísica de las formulaciones, entre ellas la calorimetría, dispersión de luz, biosensores y otras técnicas funcionales. La información obtenida permitirá retroalimentar el proceso de diseño y optimización de los nanotransportadores.

“Este proyecto encarna con exactitud la filosofía del CBIB: tender un puente directo y sinérgico entre la biología computacional teórica y la validación biológica experimental”, señala González-Nilo.

Al combinar la capacidad de modelamiento predictivo con el análisis biofísico experimental en nuestro laboratorio, podemos acelerar el ciclo de formulación, reducir la incertidumbre y garantizar que los nanocarriers cumplan con los exigentes hitos que demanda un programa como Wellcome Leap.

Distintas áreas, un desafío común

La participación en Focused Antibiotics contempla avanzar mediante el desarrollo de formulaciones, pruebas biológicas y una evaluación basada en hitos. De acuerdo con Wellcome Leap, el programa busca reformular antibióticos existentes para preservar el microbioma intestinal sin perder eficacia terapéutica, explorando tecnologías como nanopartículas y otros sistemas de transporte compatibles con la administración oral.

Para la Dra. Raluca Ostafe, la iniciativa además ofrece la posibilidad de integrar distintas áreas de investigación en torno a un desafío común:

Esta es una oportunidad extraordinaria para construir una plataforma traslacional en la interfaz de la microbiología, la nanotecnología y la liberación controlada de fármacos, alineada con la visión integral de One Health.

El proyecto se enmarca en el enfoque One Health (Una Sola Salud), que aborda la resistencia antimicrobiana considerando las conexiones entre la salud humana, animal y ambiental. Desde esta perspectiva, la colaboración entre investigadores de Purdue University y UNAB busca aportar al desarrollo de herramientas que permitan utilizar los antibióticos existentes de manera más dirigida y preservar, al mismo tiempo, comunidades microbianas beneficiosas.

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