Un nuevo biomaterial transporta medicamentos directamente al intestino de los peces

Aparte de erigirse como una aliada para enfrentar la resistencia microbiana, esta biopartícula desarrollada en la Universidad Federal de São Paulo (Brasil) ayuda a disminuir el desperdicio y la contaminación que genera el exceso de fármacos presentes en el agua. La estrategia se puso a prueba en una especie ornamental amazónica y se mostró segura

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un nuevo biomaterial desarrollado en la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), en Brasil, puede ayudar a resolver dos problemas a la vez. Se trata de una biopartícula que puede transportar medicamentos directamente al intestino de los peces y ayudar así a hacer frente a la resistencia a los antibióticos convencionales, por ejemplo.

El material en polvo se mostró también altamente apetitoso para los animales, lo que puede aumentar la efectividad de los tratamientos y disminuir el desperdicio y la contaminación inherentes a la administración de medicamentos en peces.

Estos resultados se publicaron en la revista Biomaterials Advances.

“Nuestra biopartícula logra pasar por el tracto digestivo y transportar el medicamento directamente al intestino, lo que puede incrementar la eficiencia de los fármacos convencionales, que encuentran cada vez mayor resistencia de las bacterias”, afirma Patrick Mathews Delgado, coautor del trabajo, desarrollado durante su posdoctorado en la Escuela Paulista de Medicina (EPM) de la Unifesp.

“Este material puede aplicarse directamente en el agua para que lo consuman los peces. Normalmente, los medicamentos se mezclan con el pienso y resulta imposible saber qué cantidad ha sido consumida efectivamente y en qué medida dicha cantidad está contaminando el agua únicamente. Esto se ha vuelto una cuestión seria en los grandes criaderos, como los de salmón en Chile, por ejemplo”, añade el investigador, quien recientemente obtuvo la aprobación una Ayuda a Jóvenes Investigadores de la FAPESP y proseguirá el estudio en el Instituto de Biociencias de Botucatu, de la Universidade Estadual Paulista (IBB-Unesp).

La biopartícula tiene como base el quitosano y el alginato, dos ingredientes de origen natural que se utilizan en la industria y en investigaciones. El primero se obtiene del caparazón de los crustáceos, y el segundo de las algas. La fórmula lleva también arginina, un aminoácido presente en diversos alimentos. La molécula empleada como antimicrobiano fue un péptido obtenido de un arácnido existente en el sudeste de Brasil.

Los peces ornamentales amazónicos, de la especie Corydoras schwartzi, fueron tratados durante ocho días con este material. Los análisis de sus intestinos revelaron una alta penetración en las células epiteliales y en las capas más profundas de esos órganos. Distintos métodos demostraron también que dicha partícula no causa toxicidad u otros daños. Los exámenes de las células sanguíneas de los peces reforzaron estos hallazgos.

“Utilizamos materiales conocidos porque son poco y nada citotóxicos. El quitosano posee a su vez la ventaja de adherirse bien a las mucosas, cosa que quedó demostrada en el estudio. Las pruebas demostraron también que resiste a la acidez del sistema digestivo y llega íntegro al intestino”, comenta Omar Mertins, docente del Departamento de Biofísica de la EPM-Unifesp, quien coordinó el estudio.

Este trabajo es el resultado de dos proyectos bajo la coordinación de Mertins: “Perfeccionamiento de las propiedades del polisacárido quitosano para su aplicación en liposomas y vesículas gigantes” y “Nanocubosoma de fase cristalina y funcionalizado con biopolímeros: desarrollo como transportador de fármacos y estudios in vivo en danio cebra (Danio rerio)”.

Parásitos

En un trabajo publicado anteriormente, los investigadores habían puesto a prueba las propiedades de una fórmula simular cuyo blanco eran parásitos existentes en la misma especie de pez. La molécula transportada fue el antihelmíntico prazicuantel, bastante aplicado en el tratamiento de infecciones causadas por gusanos.

“Los peces ornamentales se exportan fundamentalmente a Asia, Europa y Estados Unidos, y pueden llevar con ellos una gran cantidad de parásitos. La introducción de nuevos patógenos a través de esas exportaciones constituye un riesgo muy grande para los ecosistemas e incluso para la producción comercial, toda vez que pueden contaminar a especies silvestres y de criadero”, explica Mathews.

En los intestinos de los animales colonizados por gusanos, la biopartícula penetró en los quistes que protegen a los parásitos, lo que demostró el potencial de aplicación de este material como trasportador de medicamentos también en otros peces. Por eso generó una solicitud de depósito de patente destinada a una de las fórmulas.

Ahora, los investigadores pondrán a prueba esta y otras fórmulas en el tratamiento contra parásitos de peces comerciales de consumo humano: la tilapia (Oreochromis niloticus) y el pacú negro o cachama negra (Colossoma macropomum).

En un estudio del año 2017 a cargo otro grupo de investigadores, se estimó en 84 millones de dólares las pérdidas anuales causadas por la mortandad de peces ocasionada por enfermedades en criaderos comerciales de Brasil.

“El hecho de no ser tóxico para los animales constituye una buena señal de que este material no sería perjudicial para los humanos que consumen su carne. Las perspectivas de aplicación son muy buenas”, culmina diciendo Mertins.

Puede leerse el artículo intitulado Antibacterial polypeptide-bioparticle for oral administration: Powder formulation, palatability and in vivo toxicity approach en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2772950823002480.