Plataforma de diagnóstico in vitro reproduce el flujo fisiológico para facilitar la elección personalizada de antibióticos

Un equipo del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado XpertBiofilm, una plataforma que permite cultivar biopelículas bacterianas en condiciones de flujo continuo similares a las que encuentran los microorganismos en el cuerpo humano, y evaluar después su respuesta a los antibióticos sin necesidad de microscopía especializada. El trabajo, publicado en Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, y liderado por Eduard Torrents y Núria Blanco-Cabra, se presenta como un futuro dispositivo de diagnóstico in vitro que podría ayudar a los clínicos a seleccionar tratamientos antimicrobianos personalizados en infecciones crónicas, como las que afectan a pacientes con fibrosis quística o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).

Las biopelículas son comunidades microbianas que se adhieren a una superficie y se recubren de una matriz viscosa que las protege del sistema inmunitario y de los antibióticos mucho mejor que las bacterias en estado libre. Se estima que entre el 60% y el 80% de las infecciones bacterianas están causadas por biopelículas, lo que las convierte en una de las principales causas de infecciones crónicas difíciles de tratar, como las respiratorias en fibrosis quística, las heridas crónicas o las asociadas a catéteres y prótesis. A esto se suma el aumento global de la resistencia a los antibióticos, que hace cada vez más urgente contar con herramientas capaces de predecir qué tratamiento funcionará en cada caso.

La mayoría de los sistemas de laboratorio para estudiar biopelículas utilizan placas estáticas, donde el medio de cultivo no se mueve. Sin embargo, en el organismo las bacterias casi nunca crecen en un entorno inmóvil: el flujo de sangre, moco u otros fluidos genera constantemente una fuerza de fricción sobre las superficies, conocida como esfuerzo cortante. Los dispositivos capaces de reproducir ese flujo ya existen, pero suelen ser complejos, costosos y requieren microscopía especializada y personal con formación avanzada para analizar los resultados. XpertBiofilm supera esta limitación mediante una cámara de crecimiento cuya geometría se optimizó para lograr un flujo homogéneo y un esfuerzo cortante controlado sobre un soporte circular desmontable donde se forma la biopelícula. Una vez crecida, ese soporte puede analizarse directamente en un lector de microplacas, sin microscopios especializados.

La plataforma se validó con cepas clínicas de P. aeruginosa con distintos perfiles de resistencia y, además, con muestras de esputo procedentes directamente de pacientes con fibrosis quística, sin necesidad de aislar previamente una cepa bacteriana. En ambos casos, el sistema detectó correctamente qué antibiótico era eficaz y cuál no, en consonancia con los perfiles de sensibilidad conocidos. 

Los propios autores advierten de que se trata de una validación de laboratorio con un número limitado de cepas y muestras de pacientes, por lo que el siguiente paso será ampliar las pruebas a más muestras clínicas y especies bacterianas antes de confirmar su utilidad en la práctica asistencial.