Contexto 

Los antibióticos, esenciales contra infecciones bacterianas, han reducido la mortalidad por enfermedades infecciosas desde su descubrimiento. Sin embargo, un uso inadecuado y excesivo ha llevado a la aparición de bacterias resistentes (ARB), un grave problema de salud pública responsable de 1,27 millones de muertes en 2019. Para combatir esto, se desarrollan nuevas estrategias como los profármacos y la química combinatorial, que generan y evalúan continuamente nuevas moléculas.

Estos desarrollos implican el uso de muchos tipos de pruebas y ensayos para poder conocer las propiedades de las nuevas moléculas, modos de acción y su farmacocinética o farmacodinámica. Dentro de esta batería de ensayos, la evaluación del papel que juegan las enzimas citocromo p450 (CYP450) en la metabolización de estas moléculas es crucial, ya que tiene un gran impacto en su acción farmacológica, así como en su posterior eliminación.

Por otro lado, estos ensayos también son muy útiles en la evaluación de interacciones entre diferentes antibióticos, antibióticos y otros fármacos (terapias combinadas) e incluso antibióticos y otras sustancias a las que estamos expuestos a través nuestra alimentación y el medioambiente. En este contexto, es fundamental la disponibilidad de sistemas rápidos de medida que respondan a los desafíos que presentan estos ensayos como su complejidad y la necesidad de un entorno controlado de laboratorio.

Objetivo del proyecto 

InnoSens se presenta como un proyecto inicial orientado al desarrollo de soluciones biosensóricas basadas en las enzimas humanas CYP450 para la detección y evaluación del efecto de sustancias antibióticas. Para ello el proyecto busca mejorar la operatividad, portabilidad y disminuir la dependencia de la interacción humana a través de:

• Desarrollar nuevas metodologías y protocolos de trabajo para llevar a cabo con CYP450.
• Desarrollar nuevos materiales funcionales y transductores para la determinación de la actividad de CYP450 frente a sustancias antibióticas.
• Integración de los desarrollos y actuadores en plataformas microfluídicas diseñadas para lograr la compatibilidad con las condiciones de bioensayo.

Role de AZTI

El trabajo de AZTI se centrará en los siguientes aspectos:

• Seleccionar las isoformas de CYP450 de mayor interés, considerando no solo la abundancia de cada isoforma en el ser humano y en sus diferentes órganos, sino también su capacidad de interacción con sustancias antibióticas y las implicaciones sobre la salud que pudieran derivarse de una alteración en su actividad.
• Evaluar los requerimientos bioquímicos de reacción, en especial en aquellos relacionados con los sustratos enzimáticos y mezclas de CYP450, necesarios a la generación de señal en presencia de sustancias químicas modelo (antibiótico).
• Estudiar la compatibilidad de las enzimas CYP450s con los nuevos materiales y componentes de inmovilización, transducción y plataforma microfluídica.