Un team di scienziati dell’Istituto Wyss di ingegneria biologica presso l’ Università di Harvard, ha scoperto perché il trattamento a lungo termine con molti comuni antibiotici può causare effetti collaterali dannosi e ha scoperto due semplici strategie che possono aiutare a prevenire queste reazioni pericolose. Lo studio è stato riportato nel terzo numero di luglio di Science Translational Medicine .
“Livelli clinici di antibiotici possono causare stress ossidativo che può portare a danni al DNA, proteine e lipidi nelle cellule umane, ma questo effetto può essere alleviato da antiossidanti,” ha dichiarato Jim Collins, uno dei pionieri della biologia sintetica che ha condotto lo studio.
I medici spesso prescrivono antibiotici liberamente, pensando di danneggia i batteri, lasciando illeso il tessuto umano. Ma nel corso degli anni, si sono accumulati rapporti circa gli effetti collaterali occasionali di diversi antibiotici, tra cui tendiniti, problemi dell’orecchio interno e la perdita dell’udito, la diarrea, la funzione renale e altri problemi.
Collins sospetta che questi effetti indesiderati si è verificano quando gli antibiotici innescano lo stress ossidativo – una condizione in cui le cellule producono molecole di ossigeno chimicamente reattive che provocano danni al DNA e agli enzimi dei batteri, così come alla membrana che racchiude la cellula.
La squadra di Collins’ aveva già scoperto che gli antibiotici uccidono i batteri innescando lo stress ossidativo. Si chiedevano se gli antibiotici potevano causare effetti collaterali innescando lo stress ossidativo nei mitocondri.
I ricercatori hanno prima testato se i livelli clinici di tre antibiotici – ciprofloxacina, ampicillina, kanamicina – causavano stress ossidativo in cellule umane in coltura. Essi hanno scoperto che tutti questi farmaci erano sicuri dopo sei ore di trattamento, ma nel trattamento a lungo termine di circa quattro giorni, hanno causato il malfunzionamento dei mitocondri.
Una serie di test biochimici hanno poi dimostrato che gli stessi tre antibiotici che hanno danneggiato i DNA, proteine e lipidi di cellule umane in coltura, provocavano esattamente quello che ci si aspetterebbe da stress ossidativo.
Il team ha anche trattato i topi con gli stessi tre antibiotici in dosi di dimensioni simili a quelle che i pazienti ricevono in clinica. Il trattamento a lungo termine con ciascuno dei tre antibiotici ha danneggiato i lipidi dell’animale ed i livelli di glutatione, uno degli antiossidanti naturali del corpo, sono diminuiti – un altro segno di stress ossidativo -.
Gli scienziati sono stati in grado di prevenire lo stress ossidativo causato dall’ uso a lungo termine degli antibiotici, utilizzando un antibiotico batteriostatico – un antibiotico come la tetraciclina che impedisce ai batteri di moltiplicarsi, ma non li uccide. Si potrebbero anche alleviare lo stress ossidativo rastrellando le molecole di ossigeno reattive chimicamente con un antiossidante approvato dalla FDA chiamato N-acetilcisteina o NAC, che è già usato per il trattamento dei bambini affetti da fibrosi cistica.
I nuovi risultati arrivano sulla scia di altre due scoperte recenti sul trattamento con antibiotico, del gruppo Collins ‘- una relazione in Natura che mostra che i virus nell’intestino che infettano i batteri conferiscono resistenza agli antibiotici e un altro rapporto in Science Translational Medicine che mostra che l’ argento può aumentare l’efficacia di molti antibiotici ampiamente utilizzati.
Dal momento che entrambi gli antibiotici batteriostatici e NAC sono già stati approvati dalla FDA, i medici potrebbero utilizzare questa strategia a breve.
Fonte Science Translational Medicine , 3 lug 2013 DOI:10.1126/scitranslmed.3006055
