Nella lotta contro i batteri resistenti ai farmaci, i ricercatori del MIT hanno arruolato l’aiuto di batteri benefici noti come probiotici.
In un nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che una combinazione di antibiotici e probiotici, potrebbe sradicare due ceppi di batteri resistenti ai farmaci che spesso infettano le ferite. Per ottenere ciò, hanno incapsulato i batteri probiotici in un guscio protettivo di alginato, un materiale biocompatibile che impedisce ai probiotici di essere uccisi dall’antibiotico.
“Ci sono tanti batteri resistenti agli antibiotici che sono un problema per la salute umana. Pensiamo che un modo per trattarli sia incapsulare un probiotico vivo e lasciare che faccia il suo lavoro”, dice Ana Jaklenec, una ricercatrice del Koch Institute del MIT per la ricerca sul cancro e uno degli autori senior dello studio.
“Se dimostrerà di avere successo nei test futuri su animali e esseri umani, la combinazione probiotico / antibiotico potrebbe essere incorporata in medicazioni per le ferite, dove potrebbe aiutare a guarire le ferite croniche infette”, dicono i ricercatori.
Robert Langer, David H. Koch Institute Professor e membro del Koch Institute, è anche autore senior del documento che appare sulla rivista Advanced Materials il 17 ottobre. Zhihao Li, ex scienziato in visita al MIT, è l’ autore principale dello studio.
Il corpo umano contiene trilioni di cellule batteriche, molte delle quali sono benefiche. In alcuni casi, questi batteri aiutano a respingere l’infezione secernendo i peptidi antimicrobici e altri composti che uccidono ceppi patogeni di batteri. Altri distruggono i ceppi dannosi assorbendo nutrienti e altre risorse critiche.
“Gli scienziati hanno precedentemente testato l’idea di applicare i probiotici alle ferite croniche e hanno avuto un certo successo negli studi su pazienti con ustioni”, dice Li. Tuttavia, i ceppi probiotici di solito non possono combattere tutti i batteri che potrebbero essere presenti in una ferita infetta. Combinare questi ceppi con antibiotici tradizionali contribuirebbe ad uccidere più batteri patogeni, ma l’antibiotico probabilmente ucciderebbe anche i batteri probiotici.
Il team del MIT ha escogitato un modo per aggirare questo problema incapsulando i batteri probiotici in modo che non fossero influenzati dall’antibiotico. Hanno scelto l’alginato in parte perché è già utilizzato nelle medicazioni per ferite croniche, dove aiuta ad assorbire le secrezioni e mantenere la ferita asciutta. Inoltre, i ricercatori hanno anche scoperto che l’alginato è un componente dei biofilm che formano cluster di batteri per proteggersi dagli antibiotici.
(Vedi anche: Antifungini e probiotici svolgono un ruolo importante nel trattamento del morbo di Crhon).
“Abbiamo esaminato i componenti molecolari dei biofilm e abbiamo scoperto che per l’infezione da Pseudomonas, l’alginato è molto importante per la sua resistenza agli antibiotici”, dice Li. “Tuttavia, finora nessuno ha usato questa sua capacità per proteggere i batteri buoni dagli antibiotici”.
Per questo studio, i ricercatori hanno scelto di incapsulare un tipo di probiotico disponibile in commercio noto come Bio-K +, che consiste di tre ceppi di batteri Lactobacillus. Questi ceppi sono noti per uccidere lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina ( MRSA ). L’esatto meccanismo con cui lo fanno non è noto, ma una possibilità è che i patogeni siano suscettibili all’acido lattico prodotto dai probiotici. Un’altra possibilità è che i probiotici secernono peptidi antimicrobici o altre proteine che uccidono i patogeni o interrompono la loro capacità di formare biofilm.
I ricercatori hanno consegnato i probiotici incapsulati insieme ad un antibiotico chiamato tobramicina, che hanno scelto tra gli altri antibiotici testati perché uccide efficacemente Pseudomonas aeruginosa, un altro ceppo comunemente presente nelle infezioni delle ferite. Quando MRSA e Pseudomonas aeruginosa coltivati in una Piastra di laboratorio sono stati esposti alla combinazione di Bio-K + incapsulato e tobramicina, tutti i batteri patogeni sono stati spazzati via.
“È stato un effetto abbastanza drastico”, dice Jaklenec. “Ha completamente sradicato i batteri”.
Quando hanno provato lo stesso esperimento con probiotici non incapsulati, i probiotici sono stati uccisi dagli antibiotici, consentendo ai batteri MRSA di sopravvivere.
“Quando usavamo solo un componente, antibiotici o probiotici, non potevano sradicare tutti i patogeni: è qualcosa che può essere molto importante in contesti clinici in cui si hanno ferite con batteri diversi e gli antibiotici non sono sufficienti per uccidere tutti i batteri “, dice Li.
Migliore guarigione delle ferite
I ricercatori prevedono che questo approccio potrebbe essere utilizzato per sviluppare nuovi tipi di bende o altre medicazioni per ferite incorporate con antibiotici e probiotici incapsulati con alginato. Prima che ciò possa accadere, progettano di testare ulteriormente l’approccio negli animali e possibilmente nell’uomo.
“La cosa buona dell’alginato è che è stato approvato dalla FDA e anche il probiotico che usiamo è stato approvato”, dice Li. “Penso che i probiotici possano essere qualcosa che potrebbe rivoluzionare il trattamento delle ferite in futuro. Con il nostro lavoro abbiamo ampliato le possibilità applicative dei probiotici“.
In uno studio pubblicato nel 2016, i ricercatori hanno dimostrato che il rivestimento di probiotici con strati di alginato e un altro polisaccaride chiamato chitosano potrebbe proteggerli dall’essere scomposti nel tratto gastrointestinale. Ciò potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare metodi per trattare le malattie o migliorare la digestione con i probiotici somministrati per via orale. Un’altra potenziale applicazione sta usando questi probiotici per reintegrare il microbioma intestinale dopo il trattamento con antibiotici, che può eliminare batteri benefici nello stesso momento in cui risolvono un’infezione.
Fonte: News MIT
