Esferoide celular 3D inoculado con bacterias: un modelo in vitro para evaluar la eficacia antimicrobiana

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biotecnología
• Descubrimiento de drogas

Sus antecedentes:

• Las infecciones bacterianas representan una amenaza para la salud mundial, lo que impulsa la necesidad de nuevos antimicrobianos para combatir la resistencia.
• Los cultivos celulares 2D convencionales son insuficientes para evaluar la eficacia antimicrobiana debido a su incapacidad para imitar la complejidad del tejido in vivo y la susceptibilidad a la contaminación.
• Existe una necesidad crítica de modelos in vitro avanzados que representen con precisión las interacciones huésped-patógeno y faciliten el cribado de fármacos antimicrobianos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la utilidad de los esferoides 3D inoculados con bacterias como modelo in vitro para la evaluación de agentes antimicrobianos.
• Para analizar la interacción entre la bacteria Escherichia coli (E. coli) y las esferoides 3D de células de cáncer de próstata humano (DU145).
• Evaluar la eficacia de la gentamicina y del ZIF-8@Ag en la erradicación de bacterias dentro del modelo esferoide 3D.

Principales métodos:

• Las células humanas de cáncer de próstata (DU145) se cultivaron en esferoides 3D de 7 días de edad.
• Las esferoides fueron inoculadas con E. coli, y su morfología y migración fueron analizadas utilizando microscopía de fluorescencia y análisis multimodo de una sola célula.
• La eficacia antimicrobiana de gentamicina y ZIF-8@Ag se evaluó mediante la cuantificación de E. coli viable dentro de los esferoides.

Principales resultados:

• E. coli penetró con éxito y mantuvo la viabilidad dentro de la región central de las esferoides 3D.
• La estructura esferoide 3D y la función migratoria se mantuvieron intactas a pesar del crecimiento bacteriano.
• Tanto la gentamicina como el ZIF-8@Ag demostraron eficacia en la erradicación de E. coli incrustado mientras se conservaba la integridad esferoide.

Conclusiones:

• Los modelos 3D de cocultivo de bacterias esferoides proporcionan un sistema in vitro más relevante para el estudio de las infecciones bacterianas.
• Estos modelos son eficaces para evaluar la penetración y la eficacia de los agentes antimicrobianos contra las bacterias incrustadas.
• Los hallazgos apoyan el uso de esferoides 3D como una herramienta valiosa en el desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas.