Resumen:
Investigadores de la Universidad Texas A&M en Estados Unidos están estudiando el papel del cobre en la resistencia del cuerpo a las infecciones del tracto urinario (ITU), con la esperanza de utilizar el propio mecanismo de defensa natural del cuerpo para encontrar nuevas formas de tratar infecciones del tracto urinario resistentes a los antibióticos, cada vez más graves. El proyecto recibió 1,48 millones de dólares de financiación de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). La investigación no se centra simplemente en el uso del cobre como fármaco antibacteriano tradicional, sino en descubrir cómo el cuerpo utiliza el cobre para atacar a las bacterias y cómo las bacterias patógenas se adaptan a este ataque y continúan sobreviviendo.
El cobre es un oligoelemento necesario para que los humanos y los animales mantengan sus funciones fisiológicas normales. Sin embargo, cuando el entorno de concentración y acción alcanza ciertas condiciones, tiene una toxicidad obvia para las bacterias. Por lo tanto, el sistema inmunológico humano ya ha adoptado el cobre como parte de su sistema inmunológico natural. Cuando se produce una infección, las células inmunitarias especializadas engullen a las bacterias y las atacan con una variedad de sustancias antimicrobianas, incluido el cobre. Investigadores de la Universidad Texas A&M descubrieron anteriormente que los niveles de cobre en la orina también aumentan cuando ocurre una infección del tracto urinario, lo que sugiere que el cuerpo puede movilizar activamente el cobre para ayudar a eliminar las bacterias invasoras.
Sin embargo, las bacterias no están indefensas. Debido a que el cobre existe naturalmente en el medio ambiente, muchas bacterias han desarrollado una serie de mecanismos para lidiar con la toxicidad del cobre, como expulsar el cobre de la célula o limitar el daño que el cobre les causa a sí mismas. A continuación, el equipo de investigación espera determinar más a fondo los mecanismos genéticos y moleculares a través de los cuales las bacterias que causan infecciones del tracto urinario resisten las elevadas concentraciones de cobre del cuerpo.
Los investigadores creen que si pueden descubrir cómo las bacterias superan el "estrés del cobre" creado por el cuerpo, puede ser posible encontrar nuevas estrategias de tratamiento que hagan que las bacterias vuelvan a ser más vulnerables al cobre y otros mecanismos de defensa inmune. Esta idea es diferente del tratamiento con antibióticos tradicional porque no solo busca un nuevo fármaco que pueda matar directamente a las bacterias, sino que intenta debilitar las capacidades de defensa de las bacterias y permitir que el fármaco forme un efecto sinérgico con el sistema inmunológico humano.
El equipo de investigación también descubrió una pista potencialmente importante: el cobre puede afectar los pelos que las bacterias utilizan para adherirse a las células de la vejiga. Los pili son estructuras parecidas a filamentos en la superficie de las bacterias que les ayudan a adherirse firmemente al revestimiento de la vejiga. Si el cobre puede interferir con estas estructuras, las bacterias pueden tener dificultades para seguir adhiriendo al tejido de la vejiga, incluso si no se matan directamente.
Este mecanismo es de especial importancia porque el propio tracto urinario tiene un método de defensa física muy simple pero eficaz: el flujo de orina. Las bacterias que se adhieren firmemente al revestimiento de la vejiga tienen más probabilidades de establecer una infección, mientras que las bacterias que no pueden adherirse de manera estable tienen más probabilidades de excretarse en la orina. Por lo tanto, alterar la capacidad de adhesión de las bacterias puede convertirse en un medio complementario para controlar la infección.
Sin embargo, más cobre no siempre es mejor. El cobre también puede dañar las propias células del cuerpo en concentraciones más altas, por lo que el cuerpo debe controlar estrictamente el proceso de transporte, almacenamiento y liberación del cobre. Actualmente, los investigadores están prestando especial atención a una proteína que contiene cobre, la ceruloplasmina, que según estudios anteriores puede estar implicada en el transporte y la movilización del cobre durante las infecciones del tracto urinario. El equipo de investigación quería descubrir exactamente cómo la ceruloplasmina regula el suministro de cobre cuando se produce una infección y cómo este proceso ayuda al cuerpo a controlar las bacterias.
Mientras tanto, los investigadores han descubierto un compuesto antibacteriano experimental cuyos efectos antibacterianos aumentan significativamente en presencia de cobre. En la siguiente etapa, planean modificar y probar este compuesto y sus estructuras relacionadas para encontrar candidatos a fármacos que puedan funcionar con el mecanismo de defensa natural del cobre del cuerpo.
Esta estrategia puede proporcionar otra vía de tratamiento para las infecciones del tracto urinario donde la resistencia a los antibióticos está aumentando. Los antibióticos tradicionales se dirigen principalmente a las bacterias mismas, mientras que las nuevas direcciones de investigación esperan considerar al mismo tiempo la relación sinérgica entre el sistema inmunológico humano y los medicamentos, y mejorar el efecto terapéutico al mejorar los mecanismos de defensa existentes del cuerpo.
Los investigadores también señalaron que aún faltan varios años para una terapia "dependiente del cobre" que pueda usarse para el tratamiento clínico. Este trabajo aún se encuentra en sus primeras etapas y el objetivo principal es comprender los mecanismos de ataque y defensa entre el cuerpo humano y las bacterias alrededor del cobre y encontrar avances que puedan convertirse en tratamientos en el futuro, por lo que el cobre en sí aún no puede considerarse un tratamiento probado para las infecciones del tracto urinario.
Si el estudio finalmente tiene éxito, sus implicaciones también podrían extenderse más allá de las infecciones del tracto urinario. Algunas de las bacterias que causan infecciones del tracto urinario también pueden infectar otras partes del cuerpo, por lo que estudiar cómo estas bacterias resisten el cobre podría ayudar a los científicos a comprender mecanismos similares en otras infecciones bacterianas. Además, las infecciones recurrentes del tracto urinario también son comunes en perros y otros animales, por lo que los resultados también podrán aplicarse en el campo veterinario en el futuro.
La idea central de toda la investigación es observar el proceso de infección desde dos direcciones: "patógeno" y "huésped": por un lado, estudiamos cómo las bacterias resisten el cobre, por otro lado, estudiamos cómo el cuerpo humano moviliza y transporta el cobre y, en última instancia, busca tratamientos que permitan que los dos conjuntos de mecanismos funcionen juntos. Para las infecciones con una creciente resistencia a los antibióticos, esta idea de utilizar las defensas inmunitarias naturales del cuerpo, en lugar de depender únicamente del desarrollo continuo de nuevos antibióticos, puede convertirse en una dirección importante para futuras investigaciones sobre fármacos antiinfecciosos.
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