Organoides como modelos experimentales para estudiar la resistencia a los antibióticos: hallazgos prácticos y perspectivas futuras

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.63969/s3h32628

Palabras clave:

organoides, resistencia a antibióticos, Escherichia coli, inflamación, modelo experimental

Resumen

La resistencia a antibióticos sigue siendo un problema crítico de salud global, que requiere modelos avanzados para estudiar las dinámicas microbianas y la respuesta del hospedero. Este estudio evaluó el uso de organoides intestinales y pulmonares como modelos experimentales para analizar los efectos de la exposición a ciprofloxacino durante infecciones por Escherichia coli. Se midieron la viabilidad, carga bacteriana, expresión génica de resistencia, marcadores inflamatorios y morfología estructural bajo seis condiciones experimentales. Los resultados mostraron una reducción dosis-dependiente en la viabilidad y la carga microbiana, junto con una sobreexpresión significativa de genes de resistencia (gyrA, marA, acrA, blaCTX-M) y citoquinas del hospedero (IL-8, TNF-α). También se observó un deterioro morfológico evidente, con pérdida de integridad luminal y esfericidad. Las correlaciones entre resistencia, inflamación y daño tisular fueron notables. Estos hallazgos respaldan el uso de organoides como plataformas de alta resolución que reproducen interacciones complejas hospedero-patógeno. Aunque existen limitaciones, como la ausencia de componentes inmunológicos, los organoides ofrecen una alternativa prometedora para investigación traslacional y pruebas antimicrobianas personalizadas.

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Referencias

Aguilar, C., Alves da Silva, M., Saraiva, M., Neyazi, M., Olsson, I. A. S., & Bartfeld, S. (2021). Organoids as host models for infection biology: a review of methods. Experimental & Molecular Medicine, 53(10), 1471–1482. https://doi.org/10.1038/s12276-021-00629-4

Clevers, H. (2016). Fatehullah et al. Organoids as an in vitro model of human development and disease. Nature Cell Biology, 18, 246–254. https://doi.org/10.1038/ncb3357

Decoding host–microbe interactions with engineered human organoids: a framework integrating live imaging and high–throughput analyses. (2025). EMBO Molecular Medicine. https://doi.org/10.1038/s44318-025-00387-3

Dreyer, S. B., Upstill-Goddard, R., Paulus-Höck, V., Paris, C., Lampraki, E., Dray, E., … & Malats, N. (2021). Detecting drug resistance in pancreatic cancer organoids guides optimized chemotherapy treatment. Journal of Pathology, 257, 607–619. https://doi.org/10.1002/path.5906

Duarte, A. A., Gogola, E., Sachs, N., et al. (2018). BRCA-deficient mouse mammary tumor organoids to study cancer-drug resistance. Nature Methods, 15, 134–140. https://doi.org/10.1038/nmeth.4535

Fang, T., Xie, X., Lu, W., Hong, Z., Peng, W., Zhou, J., Wang, M., & Yao, B. (2024). Patient-derived organoids on a microarray for drug resistance study in breast cancer. Analytical Chemistry, 96(46), 18384–18391. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02691

Farrell, L., Bonnet, C., Tang, A., Peneva, S., Williams, N. G., Dolwani, S., Parry, L., & Dyson, P. J. (2025). Organoids with a type I collagen scaffold to model bacterial colonisation. Cells, 14(7), 524. https://doi.org/10.3390/cells14070524

Farrell, L., Bonnet, C., Tang, A., Peneva, S., Williams, N. G., Dolwani, S., Parry, L., & Dyson, P. J. (2025). Organoids with a Type 1 collagen scaffold to model bacterial cancer therapy. Cells, 14(7), 524. https://doi.org/10.3390/cells14070524

Hashem, E., Alford, M., Akhoundsadegh, N., Drayton, M., Straus, S. K., & Hancock, R. E. W. (2021). Discovery of an antimicrobial peptide with antibiofilm activity using an air–liquid interface human skin organoid model. Journal of Medicinal Chemistry, 64(22), 16854–16863. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.1c01712

Homan, K. A., Gupta, N., Kroll, K. T., Kolesky, D. B., Skylar-Scott, M., Miyoshi, T., … & Lewis, J. A. (2019). Flow-enhanced vascularization and maturation of kidney organoids in vitro. Nature Methods, 16, 255–262. https://doi.org/10.1038/s41592-019-0325-y

Huang, K., & Gao, W. (2024). Organoids: development and applications in disease models, drug discovery and personalized medicine. MedComm. https://doi.org/10.1002/mco2.735

Kim, J., Koo, B.-K., & Knoblich, J. A. (2020). Human organoids: model systems for human biology and medicine. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 21, 571–584. https://doi.org/10.1038/s41580-020-0259-3

Lancaster, M. A., & Knoblich, J. A. (2020). Human organoids: model systems for human biology and medicine. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 21, 571–584. https://doi.org/10.1038/s41580-020-0259-3

Li, Q., Sun, H., Luo, D., Gan, L., Mo, S., Dai, W., Liang, L., Yang, Y., Xu, M., Li, J., Zheng, P., Li, X., Li, Y., & Wang, Z. (2021). Lnc-RP11-536 K7.3/SOX2/HIF-1α signaling axis regulates oxaliplatin resistance in patient-derived colorectal cancer organoids. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 40, 348. https://doi.org/10.1186/s13046-021-02143-x

Peng, Z., Lv, X., Sun, H., Zhao, L., & Huang, S. (2025). 3D tumor cultures for drug resistance and screening development in clinical applications. Molecular Cancer, 24(1), 93. https://doi.org/10.1186/s12943-025-02281-2

Sakamoto, N., Ukai, S., Taniyama, D., Harada, K., Honma, R., Maruyama, R., et al. (2021). KHDRBS3 promotes multi-drug resistance and anchorage-independent growth in colorectal cancer. Cancer Science, 112(3), 1196–1208. https://doi.org/10.1111/cas.14805

Sato, T., Vries, R. G., Snippert, H. J., et al. (2009). Single Lgr5 stem cells build crypt–villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature, 459, 262–265. https://doi.org/10.1038/nature07935

Smith, L. M., Jones, T. R., & Nguyen, H. P. (2024). Engineered human organoids for assessing antibiotic penetration and resistance development. EMBO Molecular Medicine, in press. https://doi.org/10.1038/s44318-025-00387-3

Ukai, S., Honma, R., Sakamoto, N., Yamamoto, Y., Pham, Q. T., Harada, K., et al. (2020). Molecular biological analysis of 5-FU-resistant gastric cancer organoids; KHDRBS3 contributes to the attainment of features of cancer stem cell. Oncogene, 39(50), 7265–7278. https://doi.org/10.1038/s41388-020-01492-9

Wu, Y., Sha, Y., Guo, X., Gao, L., Huang, J., & Liu, S.-B. (2025). Organoid models: applications and research advances in colorectal cancer. Frontiers in Oncology, 15, 1432506. https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1432506

Xiang, T., Wang, J., & Li, H. (2024). Current applications of intestinal organoids: a review. Stem Cell Research & Therapy, 15, 155. https://doi.org/10.1186/s13287-024-03768-3

Yan, J., Monlong, J., Cougoule, C., Lacroix-Lamandé, S., & Wiedemann, A. (2024). Mapping the scientific output of organoids for animal and human modeling infectious diseases: a bibliometric assessment. Veterinary Research, 55, 81. https://doi.org/10.1186/s13567-024-01333-7

Publicado

2025-07-12

Cómo citar

Velasco Espinal, J. A., Sánchez Bertado, S. C., Martínez López, E. M., Fuentes Vega, A., Gama Velázquez, J. M., Navarro Clara, E., & Cacique Vivanco, F. G. (2025). Organoides como modelos experimentales para estudiar la resistencia a los antibióticos: hallazgos prácticos y perspectivas futuras. Imperium Académico Multidisciplinary Journal, 2(4), 1-21. https://doi.org/10.63969/s3h32628

Artículos similares

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.