image: The hyphae of C. albicans form a biofilm that is almost impenetrable to drugs. Photodynamic inactivation (PDI) therapy managed to “break” these barriers
Credit: Gabriela G. Guimarães et al
Investigadores del Centro de Investigación en Óptica y Fotónica (CePOF, por sus siglas en portugués) lograron, mediante una terapia activada por luz, aumentar la susceptibilidad del hongo Candida albicans a la acción de los medicamentos. Los resultados del estudio ofrecen una alternativa prometedora en el combate a la resistencia antimicrobiana, un problema creciente a nivel mundial que ocurre cuando bacterias, virus, hongos y otros parásitos desarrollan mutaciones genéticas que los vuelven resistentes a los efectos de los medicamentos.
En el estudio publicado en la revista Photochemistry and Photobiology, los investigadores evaluaron la técnica de inactivación fotodinámica (PDI, por sus siglas en inglés photodynamic inactivation) combinada con el antifúngico anfotericina B (AmB) para el control del crecimiento del hongo, especialmente en sus formas de levadura (células individuales) e hifas (colonias filamentosas).
Los resultados demostraron que la combinación de ambos tratamientos redujo el crecimiento de C. albicans, alcanzando una disminución del 75 % en su forma de levadura y del 87.5 % en la de hifa. Además, dos sesiones de PDI aumentaron aún más la eficacia antifúngica, en especial contra las hifas, que demostraron mayor sensibilidad al tratamiento.
“Es una técnica que consiste en utilizar una molécula [en este caso la curcumina] y activarla con una luz azul. La activación, en presencia de oxígeno, hace que la molécula produzca radicales libres, lo que induce estrés oxidativo y mata o debilita al patógeno”, explica Vanderlei Bagnato, coordinador del CePOF, un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID, por sus siglas en portugués) de la FAPESP con sede en el Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP), en Brasil. “En el caso de C. albicans, especialmente en las hifas, que forman una biopelícula casi impenetrable para los medicamentos, la terapia fotodinámica logró ‘romper’ esas colonias, lo que resultó en la potenciación del efecto del antifúngico.”
En el estudio, la inactivación fotodinámica se realizó con curcumina –2,5 μM (micrómetros)– activada mediante aplicaciones de luz LED de 450 nm (nanómetros) y distintas concentraciones del antifúngico AmB.
Un peligro inminente
La Candida albicans está presente de forma natural en el organismo humano, siendo en la mayoría de los casos inofensivo. Sin embargo, pueden presentarse manifestaciones cutáneas como el muguet o la candidiasis vaginal. En algunos casos más preocupantes, el hongo ocasiona la candidiasis sistémica, una infección invasiva de la sangre. Esta condición grave ha sido diagnosticada con creciente frecuencia en Unidades de Cuidados Intensivos (UCIs), debido al aumento del número de pacientes inmunocomprometidos y al incremento de la resistencia microbiana.
“Está ocurriendo una resistencia creciente por parte de los hongos, y C. albicans no está fuera de ese proceso. Es un hongo muy común, pero ya existen casos de pacientes que han muerto a causa de infecciones sistémicas resistentes. Por eso, es muy importante anticiparse al problema y presentar una alternativa que permita un combate más eficaz contra el hongo, sin efectos colaterales ni necesidad de un uso excesivo de medicamentos”, afirma Gabriela Gomes Guimarães, investigadora del CePOF y primera autora del estudio.
Guimarães explica que la decisión de comenzar los ensayos de inactivación fotodinámica en hongos por C. albicans se debió a las dos morfologías que presenta esta especie. “El hongo forma tanto levaduras como hifas, y en el caso de las hifas, estas forman las biopelículas. Por lo tanto, el hecho de que haya funcionado tan bien con C. albicans nos da seguridad para realizar nuevos ensayos en otras especies, como C. auris, un hongo emergente preocupante, que ha mostrado resistencia a tratamientos y puede ser letal”, señala la investigadora.
Aplicaciones en alimentos
Además de probar los efectos de la terapia fotodinámica en otras especies de hongos que representen una amenaza para la salud humana, los investigadores también realizarán estudios orientados a la seguridad alimentaria. “La prueba de principio que acabamos de publicar sobre C. albicans nos permite realizar estudios para aplicar la terapia fotodinámica en la descontaminación de alimentos. Los hongos también representan un problema en la contaminación de granos, por ejemplo. Por eso, nuestro próximo paso es probar la aplicación de esta técnica en silos de almacenamiento”, adelanta Bagnato.
El CePOF ha desarrollado diversas investigaciones con láser con el objetivo de impulsar tratamientos contra bacterias, virus y otras enfermedades, entre ellas el cáncer y la fibromialgia (lea más en: agencia.fapesp.br/50522).
“El principio es siempre el mismo: activar una molécula con un láser para que se oxide. Lo que varía en cada caso es la aplicación, la cantidad de luz, la temperatura de color, la dosis del fármaco y cuánto del patógeno se elimina o inactiva”, resume Bagnato.
Jennifer Soares, integrante del CePOF y becaria de la FAPESP, explica que otra preocupación de los investigadores es utilizar moléculas compatibles con la salud humana y el medio ambiente.
“La curcumina, por ejemplo, es un compuesto presente en el curry y ya cuenta con aprobación para su aplicación en humanos. Pero también hay un cuidado respecto a cómo aplicar la luz. Nuestros estudios han demostrado que la luz azul, debido a su longitud de onda, es ideal para tratar infecciones superficiales como las de garganta. Por eso, estamos desarrollando dispositivos capaces de iluminar las amígdalas, por ejemplo. En cambio, la luz roja o infrarroja es más adecuada para tratar infecciones profundas, como la neumonía, lo que exige dispositivos adaptados para iluminar la región torácica”, explica.
El CePOF también realiza estudios enfocados en el tratamiento del cáncer de cuello uterino, permitiendo la aplicación del medicamento y de las moléculas fotosensibilizadoras por vías específicas, como el canal intravaginal.
El artículo Overcoming resistance of Candida albicans using photodynamic inactivation puede ser leído en: onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/php.14108.
Journal
Photochemistry and Photobiology
Article Title
Overcoming resistance of Candida albicans using photodynamic inactivation
Article Publication Date
15-May-2025