Enfermedades infecciosas: por qué es necesaria la alianza academia, empresa y administración

autores: Marta García Ovalle* (texto); Miguel Vicente (selección de ilustración y pies de figuras)

Hoy en día las enfermedades infecciosas son todavía una amenaza para la salud mundial. A pesar de que se han desarrollado antibióticos y vacunas eficaces contra muchas de ellas, los microbios encuentran nuevos caminos para resistir y provocar enfermedades. Según datos de la Organización Mundial de la Salud (1999), un 25% de todas las muertes que se producen en el mundo las producen las enfermedades infecciosas, casi el doble de las que provoca el cáncer (13%). Este problema es mucho más grave en los países de bajos ingresos, en los que las enfermedades infecciosas son la primera causa de mortandad.

La pobreza, la peor enfermedad. Las bacterias patógenas aprovechan cualquier resquicio que dejan las defensas del cuerpo para producir infecciones, muchas de ellas fatales. En muchos casos, la falta de higiene, la desnutrición y la inadecuada atención médica se alían de manera que las infecciones siguen siendo la causa más frecuente de muerte en el mundo. Foto de Ruth Fremson/The New York Times.


Para combatir las enfermedades infecciosas, es imprescindible la colaboración entre los profesionales dedicados a la investigación básica y quienes trabajan en las empresas farmacéuticas. Esta es la idea central transmitida por los participantes en la Jornada titulada “Nuevas herramientas para combatir las enfermedades infecciosas”, celebrada el pasado día 29 de septiembre en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC) organizada en colaboración con la Fundación madri+d y el Programa COMBACT. Los asistentes a este foro tuvieron la oportunidad de conocer qué investigaciones se están desarrollando para descubrir nuevos antibióticos y vacunas que nos protejan frente a las enfermedades infecciosas. Pero no sólo se dedicó tiempo a la investigación, sino que además se aportó una visión empresarial de lo que supone el desarrollo de nuevos productos diagnósticos y terapéuticos y se expusieron qué mecanismos existen para promover la interacción entre las entidades dedicadas a generar ideas y las dedicadas a ponerlas en práctica.


Recreación del laboratorio de Fleming. La penicilina se descubrió porque Fleming buscaba algo con lo que tratar las heridas infectadas, pero en el proceso de encontrarla tuvo una gran dosis de suerte. Con las técnicas que utilizó Fleming se pueden ensayar unos pocos compuestos por semana. Hoy en día las técnicas automatizadas y la miniaturización de los equipos permiten analizar por encima de los cien mil compuestos diarios, pese a ello, encontrar nuevos antibióticos es cada vez más difícil, no más de uno de ellos cada año completa la carrera de obstáculos para llegar a utilizarse en clínica.

El descubrimiento de nuevas herramientas para combatir las enfermedades infecciosas

La sepsis y los accidentes de circulación. En la conferencia inaugural el Profesor Trinad Chakraborty, Decano de la Facultad de Medicina de la Universidad alemana Justus-Liebig, explicó sus investigaciones acerca de la susceptibilidad genética a la sepsis, una inflamación masiva, generalmente producida por una infección, y que está entre las principales causas de muerte en personas que han sufrido traumatismos graves, como pueden ser las víctimas de accidentes de circulación. Utilizando técnicas de análisis de expresión de numerosos genes han determinado que las personas que tras el traumatismo desarrollan sepsis tienen un perfil de expresión génica específico, ausente en las víctimas que no desarrollan la infección generalizada. Estas diferencias genéticas pueden ser útiles para predecir justo tras el accidente el riesgo de desarrollar una sepsis. De hecho, se ha descrito que los pacientes portadores de una variante específica del factor de necrosis tumoral alfa tienen más riesgo de sufrir sepsis, por lo que el análisis precoz de ésta característica puede ser una ayuda decisiva para preservarles la vida mediante la aplicación del tratamiento paliativo antes incluso de que se desencadenen los síntomas de la sepsis.

Atacar la sepsis antes de que sea tarde. Esto es lo que se podría conseguir si los procedimientos de diagnóstico precoz de la propensión a sufrir sepsis tras un trauma grave se implantan como rutina tras el rescate de las víctimas de accidentes. Un marcador que parece prometedor es la determinación del tipo del factor de necrosis tumoral alfa. Foto: cuarenta coches implicados en un mismo accidente en Bradford, Ontario el 20 de enero de 2008.

Microbios en el ambiente. El problema de la aparición de microorganismos resistentes frente a los antibióticos fue abordado desde dos perspectivas, una ecológica y una clínica. José Luis Martínez, Profesor de Investigación del Centro Nacional de Biotecnología, aportó la visión ecológica. Destacó un aspecto importante que muchas veces se olvida: los antibióticos y los genes de resistencia frente a ellos ya existían en la naturaleza antes de que utilizáramos los antibióticos como medicinas. Investigaciones recientes indican que la función de estos elementos en el ambiente natural puede ser muy distinta a la que tienen en clínica. Tanto los antibióticos como la resistencia frente a ellos son las armas de ataque y de defensa que los microbios utilizan en la Naturaleza frente a sus competidores en la lucha por la supervivencia. Los antibióticos, a las bajas concentraciones que hay en los ambientes naturales, participan junto a los genes de resistencia en procesos de comunicación entre las diversas comunidades microbianas. Al alejarnos de este panorama natural, cuando se utilizan antibióticos a grandes dosis para tratar las infecciones y los genes de resistencia se transfieren a las bacterias patógenas es cuando estos genes pueden afectar a procesos metabólicos o de señalización celular en las bacterias resistentes. El uso masivo de antibióticos tiene además otra consecuencia no deseada, el de su dispersión por el ambiente, que conduce irremediablemente a la propagación de las resistencias entre las poblaciones bacterianas naturales. Esto podría tener repercusiones inesperadas tanto en la microbiota ambiental como a fin de cuentas también en la salud humana, ya que los genes que confieren resistencia suelen incorporarse a sistemas genéticos capaces de difundirse e integrarse con gran facilidad en los genomas bacterianos.

Cascada de Sangre en el hielo.

En la Antártida en el glaciar Taylor. Bajo el hielo del glaciar está atrapado un venero de agua salada del Plioceno en la que hay un contenido elevado de hierro. Su afloramiento propicia una gran biodiversidad de microorganismos.


Las bacterias de los hospitales, a diferencia de lo que pasa en la Naturaleza, viven en presencia de altas concentraciones de antibióticos. Según la experiencia de Jesús Mingorance, responsable de la Unidad de Investigación del Servicio de Microbiología del Hospital Universitario La Paz, a los enfermos ingresados por sospecharse que sufren una infección se les administra un tratamiento empírico como primer recurso. Se trata de actuar rápido empleando el antibiótico de mayor amplio espectro que puede ser activo frente al mayor número de los patógenos más comunes. Este tratamiento se sigue hasta que se dispone, unos días después, de un diagnóstico microbiológico que identifique al patógeno responsable de la infección; a partir de este momento, y si la infección no remite, se inicia un tratamiento con antibióticos de espectro más específico para atacar a la bacteria causante de la infección. Reducir los tiempos necesarios para obtener un diagnóstico microbiológico dentro del hospital es por consiguiente uno de los principales objetivos de la investigación clínica en Microbiología. Los pacientes del hospital suelen tener algún padecimiento que les debilita y son por ello más vulnerables ante el ataque microbiano, con lo que con frecuencia pueden sufrir infecciones durante su estancia en el hospital. Como los tratamientos con antibióticos han de ser frecuentes en un espacio reducido como son las UCI no es de extrañar que los patógenos aprovechen cualquier posibilidad de adquirir resistencia. Mantener a raya a los patógenos resistentes dentro del hospital es una tarea que requiere la coordinación de varios servicios y profesionales clínicos, incluyendo a las áreas de gestión que pueden asignar recursos económicos a las distintas tareas.

La tuberculosis, una pandemia mundial. Más de dos billones de personas están infectadas de tuberculosis en el mundo. El agente que la causa, el bacilo de Koch, es capaz de permanecer largo tiempo en latencia en nuestro organismo sin manifestar síntomas de enfermedad, por lo que como mucho un 10% de las personas infectadas llegan a desarrollar la enfermedad. El tratamiento con antibióticos frente a la tuberculosis es eficaz, pero en los últimos años han surgido cepas muy resistentes que se han convertido en una peligrosa amenaza, ya que tratarlas resulta mucho más difícil, se precisa usar antibióticos que producen más efectos secundarios y las garantías de curación son menores. La protección que ofrece la vacuna BCG (obtenida de una cepa atenuada de la tuberculosis bovina, Mycobacterium bovis) frente a las formas respiratorias de la enfermedad es muy variable. Por eso continúan explorándose nuevas vacunas capaces de inmunizar frente la enfermedad. Los trabajos de Carlos Martín, Catedrático de Microbiología de la Universidad de Zaragoza indican que una de las posibles candidatas para obtener una vacuna viva es la inactivación del gen phoP, puesto que los Mycobacterium tuberculosis en los que este gen se ha inactivado son incapaces de crecer en el interior de los macrófagos. Se necesita comprobar ahora que estas cepas son por un lado inocuas para el hombre, y por otro que confieren inmunidad.

Vacunar protege y modifica la frecuencia de bacterias resistentes. Streptococcus pneumoniae es la bacteria, también llamada neumococo, que causa mayor número de muertes por infecciones respiratorias, aunque también provoca otras infecciones a veces mucho más graves, como la meningitis y la otitis media. En los últimos años se han extendido por todo el mundo neumococos resistentes a fármacos antibacterianos. Esto ha impulsado la búsqueda de nuevos fármacos más activos, entre los que destacan especialmente las fluoroquinolonas. Las nuevas fluoroquinolonas se utilizan actualmente en el tratamiento de enfermedades respiratorias en adultos. Todavía existen pocas cepas de S. pneumoniae resistentes a estos compuestos (menos del 5%), pero su emergencia puede llegar a ser un problema clínico importante. Adela González de la Campa, investigadora del Centro Nacional de Microbiología, apuntó que las vacunas que se han desarrollado frente al neumococo influyen sobre la frecuencia con la que se mantienen las cepas de esta bacteria que son resistentes a los antibióticos. La administración de la vacuna conjugada heptavalente que incluye los 7 serotipos más frecuentes en la enfermedad neumocócica invasiva en niños tiene como efecto adicional el desplazar a los serotipos vacunales, que ahora son sustituidos por otros, que por el momento son menos resistentes a las quinolonas.

La proteína FtsZ es un posible blanco para la inhibición del proceso de división celular bacteriana, ya que es necesaria para este proceso en la mayoría de las bacterias. Mediante estudios de dinámica molecular se han realizado predicciones sobre la actividad GTPasa de esta proteína, que luego se han verificado experimentalmente en el laboratorio. Este trabajo lo presentó Miguel Vicente, profesor en el Centro Nacional de Biotecnología y coordinador del programa COMBACT. Los nuevos datos obtenidos se aplicarán al diseño de fármacos capaces de inhibir FtsZ de bacterias Gram negativas, las más difíciles de combatir, ya que por ahora el mejor inhibidor de su actividad que se ha encontrado solo se ha mostrado activo frente a las bacterias Gram positivas.

Del laboratorio de investigación a la producción de nuevas medicinas en la industria farmacéutica
En la segunda parte de la jornada se debatieron los aspectos clave para la traslación de los resultados obtenidos por los grupos de investigación al desarrollo de nuevos productos farmacéuticos en la industria. Desde el Centro de Investigación y Desarrollo Farmacéutico de los Laboratorios Ferrer
Teresa Pellicer transmitió la idea de que el proceso de investigación y desarrollo de nuevos medicamentos es largo y costoso. Desde el momento inicial en el que se propone una nueva idea y se reúnen las miles de posibles moléculas candidatas para obtener un nuevo fármaco, pasando por las mejoras que introduce la química médica para lograr sustancias que posteriormente se puedan ensayar en las fases preclínica y clínica, donde finalmente se prueban sus efectos y eficacia en seres humanos, pasan más de 12 años y se gastan millones de euros. Como el esfuerzo para desarrollar todo el proceso de investigación y desarrollo es grande y ha de hacerse de manera continua, resulta imprescindible la colaboración de todas las entidades implicadas, desde las instituciones académicas hasta las grandes empresas farmacéuticas. Sólo así se piensa que podamos llegar a la meta que deseamos: combatir todo aquél patógeno que nos haga frente, y poder seguirlo haciendo conforme ellos vayan desarrollando nuevas estrategias para resistir a los nuevos fármacos.


Proceso para conseguir un nuevo medicamento. En la actualidad una nueva idea sobre cómo frenar las infecciones no se concreta en un nuevo medicamento en menos de quince años y tras unos gastos de mil millones de Euros. Se empieza ensayando si en una colección de compuestos, que puede incluir hasta cien mil distintos (2008) hay alguno capaz de bloquear alguna función de las bacterias, y se acaba con las fases clínicas en las que el medicamento acaba probándose en seres humanos (miles en la última fase), en los que ha de demostrar que se puede eliminar por la orina, que es inocuo, que cura y que además es mejor que las terapias ya existentes. Si todo sale bien el antibiótico se podrá usar para tratar las infecciones en los pacientes. Según avanza el proceso van siendo menos los compuestos que cumplen con los requisitos para llegar a ser un medicamento, y los costes de la investigación van siendo cada vez mayores. Al final se puede tener un antibiótico que producirá unos 400 millones de euros anuales de beneficio, pero cuya explotación quedará limitada a los veinte años de vigencia de una patente.

Por otro lado, se presentaron las redes y asociaciones empresariales que existen para apoyar la labor tanto de instituciones académicas como de empresas. Dentro de la Red Enterprise Europe, formada por más de 600 instituciones de 40 países, se describieron los servicios que ofrece el nodo de Madrid, constituido por la Red Enterprise Europe madri+d. Según su coordinadora, Paloma Mallorquín, el objetivo de esta red es favorecer la colaboración entre la producción de conocimiento y su explotación económica. Se trata de una red coordinada por la Fundación madri+d que opera en forma de consorcio, del que forman parte entre otras entidades como el CSIC, asociaciones empresariales y la Cámara de Comercio e Industria de Madrid.
Asimismo se dieron a conocer dos agrupaciones que promueven el intercambio de conocimientos entre las instituciones académicas y las empresas que trabajan en el sector de la biotecnología. Rogelio Pardo, gerente de Madrid Biocluster, habló de los objetivos y servicios que ofrece el cluster de Biotecnología de Madrid, e Isabel García, Secretaria General de Asebio, expuso la oferta de actividades de la Asociación Española de Bioempresas (ASEBIO).
Otro apoyo con el que cuentan los científicos investigadores de la Comunidad de Madrid son los programas de actividades de I+D en biomedicina de la Consejería de Educación. Beatriz Presmanes, Jefa de Área de Programas de Investigación, habló de su experiencia como gestora de ayudas a proyectos de investigación y de las principales características de las ayudas que ofrece la administración.

Para completar el punto de vista empresarial. Juan Ignacio Imbaud, representante de la empresa Protein Alternatives (ProAlt), contó los entresijos de la creación de esta nueva empresa que está dedicada a la producción y comercialización de anticuerpos y proteínas útiles en el diagnóstico de enfermedades como el cáncer. La empresa fue creada en 2006 en el Parque Científico de Tres Cantos y con el tiempo ha ido incorporando personal y ampliando la superficie de sus instalaciones. Para la expansión de esta empresa ha sido vital establecer alianzas estratégicas con otras empresas biofarmacéuticas, instituciones hospitalarias y grupos de investigación.


* Marta García-Ovalle está contratada en Biomol Informatics con fondos de la Fundación Jorge Juan para trabajar en difusión científica.


Foro del día 13 de octubre de 2009 en notiweb


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Comentarios

Porque hablais solo lo malo de la familia, porque todo indiica que nuestros ancestros mas remotos fueron unos de esos bichitos como las cianobacterias. Además siento que se ha enfatizado demasiado su aspecto "negativo" y no se les ha hecho un justo reconocimiento a su papel en nuestro bienestar y hasta en nuestros placeres. Muicho bichitos se vuleven patógenos cuando se altera el ambiente. A gracias por darme la oportunidad de decir algunas barbaridades ¿O nó?

Hola Régulo,

creo que no es así, sin ir más lejos, te remito al artículo anterior que escribió Marta: "Dejad que los niños se acerquen a la mugre"

http://weblogs.madrimasd.org/microbiologia/archive/2009/08/30/123959.aspx

Verás allí unos cuantos ejemplos de lo beneficiosa que nos resulta la convivencia con algunas bacterias.

Con respecto a la relación con el ambiente, también te indico otro de los artículos en los que colabora Marta, "El alzamiento de los microbios", en el que se resumió un artículo de la revista Newsweek describiendo la influencia de la modifcación del ambiente en la emergencia de patógenos

http://weblogs.madrimasd.org/microbiologia/archive/2009/07/26/122345.aspx

Un saludo

Miguel Vicente

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