La bacteria Helicobacter pylori es la causa principal de la gastritis, la ulcera péptica y el cáncer gástrico en el mundo. La reciente propagación de H pylori resistente a los antibióticos demanda la búsqueda de nuevos fármacos para el tratamiento de la infección. Así, el bismuto es un metal con actividad bactericida y formulado en forma de sales que es administrado en altas dosis para la erradicación de H. pylori en las formas severas de la infección. La presente propuesta plantea una estrategia novedosa para desarrollar nuevas formas de tratamiento basado en la producción de nanocuerpos acoplados a nanopartículas de óxido de bismuto. El sistema tiene dos componentes, un nanocuerpo de direccionamiento que se une con alta afinidad y especificidad a la molécula objetivo; y la nanopartícula, que es direccionada para la descarga in situ de su actividad toxica contra H. pylori. La actividad bactericida del conjugado nanocuerpo-nanopartícula de Bi será evaluada por su capacidad de inhibir el crecimiento de H. pylori en cultivo.

La infección con H. pylori resistente a los fármacos de elección (claritromicina, metronidazol, amoxicilina, tetraciclina) representa una amenaza seria a la salud pública mundial y demanda la identificación de nuevos blancos para el desarrollo de moléculas efectivas para el control y erradicación del patógeno. A pesar de contar desde 1997 con la secuencia completa del genoma de H. pylori (1.77 Mbp), no han llegado al mercado nuevos fármacos basados en esta información genómica a la fecha y se continúan usando los antibióticos tradicionales de amplio espectro y baja efectividad. El genoma de H. pylori codifica alrededor de 1,600 proteínas, 34 % de las cuales permanecen sin anotación funcional por no presentar homología significativa con genes anotados en los bancos de genes y por la insuficiente caracterización del interactoma y proteoma del patógeno. La información genómica de H. pylori es una fuente valiosa de información para identificar nuevos blancos para el desarrollo de nuevos fármacos e innovadores formas de tratamiento de la infección. La presente propuesta plantea que una estrategia novedosa para identificar nuevos blancos se basa en el tamizaje de bibliotecas de nanocuerpos que se generan por eventos de recombinación combinatoria en las células B de alpacas inmunizadas con preparaciones complejas de antígenos de H. pylori. Las bibliotecas de nanocuerpos constituyen un recurso valioso para identificar y producir nanocuerpos de alta afinidad, especificidad y estabilidad contra antígenos noveles de H. pylori, útiles para el desarrollo de terapias innovadoras como los nanocuerpos conjugados a nanopartículas de óxido de bismuto, sistema que direcciona por acción del nanocuerpo el efecto tóxico del Bi contra H. pylori. El direccionamiento por nanocuerpos conjugado al dominio efector de transporte y descarga del agente toxico in situ es una alternativa a la creciente emergencia y propagación de cepas de H. pylori resistentes a antibióticos usados frecuentemente en la terapia de erradicación de la infección.

En la presente propuesta se generarán bibliotecas de nanocuerpos recombinantes de alpaca contra una preparación cruda de antígenos presentes en un lisado de H. pylori en diferentes estadios del proceso de maduración de la respuesta inmune humoral, para contar con una alta representatividad de nanocuerpos contra los antígenos de H. pylori. La biblioteca será tamizada con los antígenos mayores Citotoxina Vacuolante Activa (VacA) y Ureasa. Los nanocuerpos recombinantes anti-VacA y anti-Ure serán conjugados a nanopartículas de óxido de bismuto (Bi2O3) de 20 nm y luego evaluados por su capacidad de direccionamiento y acción bactericida contra H. pylori en cultivo, así, se evaluará la efectividad y dosis respecto a ensayos control. Los productos de la presente investigación son relevantes porque i) se evaluará una innovadora formulación del bismuto basada en nanopartículas y nanocuerpos contra H. pylori; ii) se generarán nanocuerpos de alta afinidad y especificidad contra dos proteínas (VacA y Ure) involucradas en la patogenicidad de H. pylori; y iii) se contará con varias bibliotecas de nanocuerpos con alta representatividad, recurso a ser explotado para la identificación de nuevos blancos para innovaciones en el tratamiento, la inmunodetección y el inmunodiagnóstico.

La infección por H. pylori causa gastritis, ulcera péptica, atrofia gástrica y está asociada al desarrollo de cáncer gástrico. Se atribuye a H. pylori alrededor del 6.5 % de los 12.7 millones de casos de cáncer reportados el año 2015 en el mundo. La prevalencia global de la infección por H. pylori calculada con una muestra de 410,879 participantes se estimó en 44.3 % (IC 95 %, 40.9-47.7), con las mayores prevalencias en países en desarrollo 50.8 % (IC95 %, 46.8-54.7). Asimismo, la prevalencia en adultos, con un 48.6 % (IC95%, 43.8-53.5), es mayor que en niños, 32.6 % (IC95%, 28.4-36.8). Estas cifras indican que H. pylori infecta casi a la mitad de la población mundial y causa enfermedades gastrointestinales de diversa gravedad que tienen impacto significativo en la salud de las personas e impone una carga considerable sobre la salud pública de los países, especialmente los más pobres. La pobreza y las condiciones inadecuadas de salubridad, higiene personal y acceso limitado a la detección y tratamiento de la infección resultan en prevalencias mayores y elevadas tasas de cáncer gástrico asociados a la infección en los países en desarrollo, particularmente en las comunidades más pobres. La infección por H. pylori es usualmente adquirida durante la infancia y persiste durante la vida de no ser exitosamente erradicada. Se estima que una fracción de individuos infectados desarrollan úlcera péptica (10 %-20 %) y 3 % desarrollan neoplasias asociadas a la infección por H. pylori: adenocarcinomas gástricos y linfoma no-Hodgkin del estómago. El cáncer gástrico es la segunda patología causante de mortalidad relacionada al cáncer en el mundo, lo que pone en relevancia la importancia de la infección por H. pylori. En individuos infectados se eleva el riesgo de cáncer gástrico en el rango de 2.1—16.7 veces respecto a individuos seronegativos a la infección. La progresión hacia el adenocarcinoma gástrico se inicia con la colonización de la bacteria en la mucosa gástrica causando gastritis superficial, luego gastritis atrófica, metaplasia, displasia y adenocarcinoma gástrico. Este proceso secuencial, que puede llevarse a cabo en años, tiene como elementos desencadenantes las mutaciones en los genes que controlan la proliferación celular en la mucosa gástrica, que serían consecuencia de la inflamación crónica ocasionada por H. pylori, la cual pasa inadvertida en los pacientes por años.

Recientemente, por el uso indiscriminado de los antibióticos, han aparecido cepas de H. pylori resistentes a los principales fármacos usados en el tratamiento de erradicación del patógeno prescrito a pacientes con gastritis atrófica y ulcera péptica, los cuales tienen un riesgo mayor a desarrollar neoplasias. El problema se agudiza por la alta diversidad genética de la bacteria y la probabilidad de transmisión horizontal de resistencia por recombinación genética. La bacteria es microaerofílica y forma biopelículas en cultivo y en la mucosa gástrica, lo que dificulta la accesibilidad de las drogas de tratamiento al ser la biopelícula una barrera protectora de H. pylori. Las tasas de no respuesta y recurrencia de la infección se están elevado, lo cual demandan el desarrollo de nuevos tratamientos para la erradicación de la infección. De esta manera, la potente acción bactericida del bismuto en forma de nanopartículas de óxido de bismuto conjugadas con nanocuerpos que une con afinidad y alta especificidad a antígenos blancos del patógeno, constituyen una alternativa al tratamiento convencional con antibióticos de amplio espectro, altas dosis e inefectividad.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector Salud

Sector General

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio:  01/12/2018

Fecha de cierre:  01/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 36

Objetivo principal

Generar nanocuerpos acoplados a nanopartículas de óxido de bismuto para el direccionamiento y acción bactericida contra H. pylori

Objetivo específico 1

Construcción de bibliotecas de nanocuerpos recombinantes anti Helicobacter pylori y selección de nanocuerpos de alta afinidad y especificidad anti H. pylori mediante despliegue diferencial de fagos ante antígenos de H. pylori

Objetivo específico 2

Caracterización de nanocuerpos recombinantes anti UreA, UreB y VacA de H. pylori conjugadas con partículas magnéticas

Objetivo específico 3

Producción de nanopartículas (NP) de óxido de bismuto conjugadas con nanocuerpos anti-H. pylori

Objetivo específico 4

Evaluación de la toxicidad de Helicobacter pylori in vitro por acción de nanoparticulas de óxido de bismuto conjugadas con nanocuerpos contra antígenos de H. pylori

Institución responsable del proyecto

Universidad Peruana Cayetano Heredia

RUC: 20110768151

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Martin de Porres

Dependencias: Unidad de Biotecnología Molecular

Institución asociada

Universidad Nacional de Huancavelica

RUC: 20168014962

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: Huancavelica

Provincia: Huancavelica

Distrito: Huancavelica

Investigador principal

Nombres: José Ronald

Apellido paterno: Espinoza

Apellido materno: Babilón

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: Licenciado en Biología

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: Rosa Patricia

Apellido paterno: Herrera

Apellido materno: Velit

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: Teresa Victoria

Apellido paterno: Barreto

Apellido materno: Gaviria

Grado académico: Magister

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: Eduardo

Apellido paterno: Gushiken

Apellido materno: Ibáñez

Grado académico: Magister

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: María Esther

Apellido paterno: Quintana

Apellido materno: Cáceda

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: Jorge Enrique

Apellido paterno: Rodríguez

Apellido materno: Bailón

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Dependencia: Unidad de Biotecnología Molecular

Coinvestigador

Nombres: William Herminio

Apellido paterno: Salas

Apellido materno: Contreras

Grado académico: Magister

Entidad: Universidad Nacional de Huancavelica

Dependencia: Facultad de Ingeniería, Laboratorio de Genética Molecular

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 1

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 2

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Doctorado

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Gestor tecnológico

Nombres: Gestor tecnológico no identificado 1

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Coordinador administrativo

Nombres: Miryan

Apellido paterno Malca

Apellido materno Palacios

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Técnico

Nombres: Técnico no identificado 1

Apellidos: –

Entidad: Universidad Peruana Cayetano Heredia

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.