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Estudio de la USP combina terapia fotodinámica, luz roja de LED y antibióticos tradicionales para debilitar la Klebsiella pneumoniae, una de las superbacterias más peligrosas en UCIs.
Según el Jornal da USP, investigadores del Instituto de Física de São Carlos, de la USP, en colaboración con la Universidad de Texas A&M, publicaron el 30 de enero de 2026, en la revista científica Antibiotics, un estudio que muestra cómo la combinación de terapia fotodinámica con antibióticos tradicionales puede potenciar el combate a la Klebsiella pneumoniae.
La bacteria es una de las superbacterias más peligrosas en hospitales brasileños y en el mundo. Está asociada a la neumonía en pacientes bajo ventilación mecánica, infecciones hospitalarias graves y muertes causadas por cepas resistentes a los antibióticos disponibles.
El grupo liderado por Koteswara Rao Yerra y el profesor Vanderlei Salvador Bagnato probó dos colorantes, azul de metileno y fotoditazina, activados por luz roja de LED a 660 nm, en combinación con ciprofloxacina, gentamicina y ceftriaxona.
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Terapia fotodinámica de la USP potencia antibióticos contra Klebsiella pneumoniae
El resultado más expresivo vino de la combinación entre azul de metileno y ciprofloxacina. En las pruebas, esta asociación llevó a la erradicación completa de la Klebsiella pneumoniae después de 18 horas, con reducción de la carga bacteriana hasta seis veces en comparación al antibiótico aislado.
La propuesta de la terapia fotodinámica antimicrobiana es debilitar los mecanismos de defensa de la bacteria antes o durante la acción del antibiótico. En lugar de depender solo de dosis más altas del medicamento, la luz ayuda a hacer la bacteria más vulnerable.
Este punto es decisivo porque las superbacterias hospitalarias frecuentemente resisten a los tratamientos convencionales. La combinación entre luz, colorante y antibiótico puede abrir una ruta complementaria contra infecciones que hoy tienen pocas opciones terapéuticas.
Klebsiella pneumoniae es una superbacteria asociada a UCIs y ventilación mecánica
La Klebsiella pneumoniae es una bacteria gram-negativa, con membrana externa doble que dificulta la entrada de muchos antibióticos. Este tipo de estructura ya ofrece una barrera natural contra varios medicamentos.
Con el uso excesivo e incorrecto de antibióticos a lo largo de décadas, algunas cepas han desarrollado una resistencia aún mayor. Producen enzimas que destruyen antibióticos, utilizan bombas de eflujo para expulsar medicamentos y forman biopelículas protectoras.
En pacientes internados en UCI, debilitados y dependientes de ventilación mecánica, una infección por cepa resistente puede ser crítica. En esos casos, las opciones terapéuticas pueden ser pocas, tóxicas o insuficientes para controlar la infección.
La resistencia bacteriana convierte a Klebsiella en una prioridad crítica para nuevos tratamientos
La Organización Mundial de la Salud clasifica a la Klebsiella pneumoniae resistente a carbapenémicos como prioridad crítica entre los patógenos para los cuales se necesitan urgentemente nuevos tratamientos.
Los carbapenémicos son considerados antibióticos de última línea en muchos hospitales. Cuando la bacteria desarrolla mecanismos capaces de resistir incluso a estos medicamentos, el tratamiento se vuelve mucho más difícil.
El problema es que desarrollar nuevos antibióticos lleva años y requiere inversiones altas. Mientras tanto, las bacterias resistentes evolucionan rápidamente y presionan a los hospitales a buscar combinaciones, terapias alternativas y reutilización de tecnologías ya conocidas.
Luz roja de LED a 660 nm ayuda al antibiótico a entrar en la bacteria
La terapia fotodinámica funciona en tres etapas. Primero, se aplica un colorante fotosensibilizador, como el azul de metileno, que es absorbido por las células bacterianas con más facilidad que por las células humanas.
Luego, el área tratada recibe luz roja de LED a 660 nm. Cuando esta luz alcanza el colorante dentro de la bacteria, ocurre una reacción química que produce especies reactivas de oxígeno.
Estas moléculas dañan estructuras esenciales de la bacteria, como la membrana externa, el ADN y las proteínas de resistencia. Con la membrana comprometida, el antibiótico puede entrar con más eficiencia y actuar donde antes era bloqueado o expulsado.
El azul de metileno fue el colorante más eficaz en el estudio contra superbacteria
El estudio comparó dos fotosensibilizadores: azul de metileno y fotoditazina. Entre las combinaciones probadas, el azul de metileno mostró el mejor desempeño contra la Klebsiella pneumoniae.
La ventaja práctica es que el azul de metileno ya es conocido por la medicina desde hace más de un siglo. Se utiliza como colorante quirúrgico, marcador de tejidos, antídoto en intoxicación por metahemoglobina y tratamiento en algunas infecciones de piel.
Esto importa desde el punto de vista regulatorio. Como el perfil de seguridad del azul de metileno ya es ampliamente conocido, la investigación puede avanzar más rápidamente de lo que ocurriría con una molécula totalmente nueva.
Ciprofloxacina tuvo mejor respuesta cuando se combinó con azul de metileno
La combinación más potente del estudio fue azul de metileno con ciprofloxacina. La ciprofloxacina es un antibiótico ampliamente usado en hospitales y pertenece a la clase de las fluoroquinolonas.
Cuando se usa sola, la ciprofloxacina puede tener efecto limitado contra cepas resistentes. Pero, asociada a la terapia fotodinámica, su acción se amplió de forma significativa en las pruebas de laboratorio.
Los investigadores documentaron erradicación completa de la bacteria después de 18 horas. La combinación fue mucho más eficaz que el uso aislado del antibiótico en las condiciones probadas, mostrando potencial para reducir la carga bacteriana sin depender solo de aumentar dosis.
Surfactante pulmonar dificultaba la entrega del colorante en los pulmones
Un estudio anterior del mismo grupo, publicado en septiembre de 2025 en la revista Pathogens, había identificado un obstáculo importante para usar terapia fotodinámica en infecciones pulmonares.
En los pulmones existe el surfactante pulmonar, una capa natural que recubre los alvéolos y permite la respiración normal. El problema es que esta capa puede atrapar el colorante fotosensibilizador antes de que llegue a las bacterias.
Para sortear esta barrera, los investigadores asociaron el azul de metileno al Gantrez, un polímero seguro para uso médico. El Gantrez funciona como cargador, ayudando al colorante a atravesar el surfactante y alcanzar la bacteria en los alvéolos.
Investigación de la USP une entrega del colorante y aumento de la eficacia del antibiótico
Los dos estudios forman una secuencia técnica importante. El trabajo de 2025 abordó el problema de la entrega del colorante hasta la bacteria en el ambiente pulmonar.
El estudio de enero de 2026 avanzó en otro punto: mostró que, cuando el colorante llega al objetivo y es activado por la luz, puede potenciar antibióticos tradicionales contra la Klebsiella pneumoniae.
Esta combinación crea un camino más coherente para la aplicación futura. Primero, es necesario hacer que el fotosensibilizador llegue a la bacteria; luego, es necesario usar la luz para debilitar la resistencia y permitir una acción más fuerte del antibiótico.
La terapia fotodinámica puede llegar más rápido a las clínicas que un antibiótico nuevo
Uno de los puntos más relevantes de la investigación es el uso de sustancias y equipos ya conocidos. Azul de metileno, ciprofloxacina, gentamicina, ceftriaxona y LED rojo de 660 nm ya forman parte del universo médico.
Esto puede acortar etapas en comparación con el desarrollo de un antibiótico totalmente nuevo. Un nuevo medicamento suele requerir pruebas de toxicidad, estudios en animales y fases clínicas largas antes de llegar a los pacientes.
En el caso de combinaciones con componentes ya conocidos, el camino regulatorio puede ser más corto, aunque aún depende de validación. El próximo paso documentado por los investigadores es confirmar la eficacia en modelos animales antes de avanzar a estudios clínicos.
Estudio de la USP muestra camino nacional contra la resistencia antimicrobiana
El hecho de que la investigación tenga participación central de una universidad pública brasileña es relevante. El IFSC-USP concentra conocimiento en biofotónica, terapia fotodinámica y aplicación médica de luz.
La colaboración con la Texas A&M refuerza la cooperación internacional, pero el avance técnico no depende solo de laboratorios extranjeros. Parte esencial de la solución fue desarrollada dentro del sistema científico brasileño.
El descubrimiento aún no representa un tratamiento disponible para pacientes, pero muestra una ruta prometedora. Al combinar luz roja, azul de metileno y antibióticos ya conocidos, la investigación de la USP apunta a una estrategia más rápida y accesible para enfrentar superbacterias hospitalarias.
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