Curcumina-immagine credit public domain.
Nel 2017, un tragico incidente si è verificato in un ospedale del Nevada. Una donna, ricoverata per polmonite, è tragicamente morta per insufficienza multiorgano e sepsi. Il colpevole? Un ceppo di batteri che aveva sviluppato resistenza a ben 26 antibiotici diversi. Questi superbatteri, o batteri resistenti agli antibiotici, rappresentano una delle minacce più urgenti per la salute pubblica a livello globale.
Unendosi agli sforzi per combattere questi patogeni mortali, i ricercatori della Texas A&M hanno ora dimostrato che la curcumina, il composto che conferisce alla curcuma il suo caratteristico colore giallo brillante, può potenzialmente essere utilizzata per ridurre la resistenza agli antibiotici.
I ricercatori hanno dimostrato che quando la curcumina viene intenzionalmente data ai batteri come cibo e poi attivata dalla luce, può innescare reazioni deleterie all’interno di questi microbi, uccidendoli alla fine. Questo processo, hanno dimostrato, riduce il numero di ceppi resistenti agli antibiotici e rende di nuovo efficaci gli antibiotici convenzionali.
I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Scientific Reports.
Prima degli antibiotici, le malattie infettive erano la principale causa di morte e disabilità in tutto il mondo. Con l’avvento di questi farmaci salvavita, la durata della vita umana è aumentata in media di 23 anni. Negli ultimi decenni, mentre la scoperta di nuovi antibiotici ha raggiunto un punto di stallo, i batteri resistenti agli antibiotici sono diventati contemporaneamente più comuni, inaugurando l’era dei superbatteri, come lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), l’enterococco resistente alla vancomicina, tutti estremamente difficili da trattare. Infatti, si prevede che le malattie infettive saranno di nuovo le principali cause di mortalità umana, mietendo fino a 10 milioni di vittime all’anno. “Quando i batteri iniziano a diventare resistenti agli antibiotici convenzionali, abbiamo quella che chiamiamo una catastrofe antibiotica. Per superare questa sfida, abbiamo bisogno di modi alternativi per uccidere i superbatteri o trovare un nuovo modo per modificare i processi naturali all’interno dei batteri in modo che gli antibiotici ricomincino ad agire“, spiega il Dott. Vanderlei Bagnato, Professore presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica e autore principale dello studio.
I batteri mostrano una variazione naturale all’interno di una data popolazione. Questa eterogeneità introduce variazioni nei comportamenti cellulari, inclusa la risposta agli antibiotici, che può contribuire direttamente alla resistenza al trattamento se alcuni ceppi sopravvivono ai farmaci antimicrobici e continuano a replicarsi. Pertanto, i ricercatori hanno voluto frenare l’eterogeneità batterica per controllare la resistenza batterica.
L’inattivazione fotodinamica, una tecnica che ha dimostrato di essere promettente nella lotta alla resistenza batterica, utilizza molecole fotosensibili e fotosensibili, chiamate fotosensibilizzatori, per produrre specie reattive dell’ossigeno che possono uccidere i microrganismi interrompendone i processi metabolici. Nei loro esperimenti, il team ha utilizzato la curcumina, che è anche un alimento naturale per i batteri. I ricercatori hanno testato questa tecnica su ceppi di Staphylococcus aureus resistenti ad amoxicillina, eritromicina e gentamicina.
I ricercatori hanno esposto i batteri a numerosi cicli di esposizione alla luce e poi hanno confrontato la concentrazione minima di antibiotici necessaria per uccidere i batteri dopo l’esposizione alla luce con quelli che non erano stati esposti alla luce.
“Quando abbiamo una popolazione mista di batteri in cui alcuni sono resistenti, possiamo usare l’inattivazione fotodinamica per restringere la distribuzione batterica, lasciando dietro di sé ceppi che sono più o meno simili nella loro risposta agli antibiotici“, ha detto Bagnato. “Ora è molto più facile prevedere la dose precisa di antibiotico necessaria per rimuovere l’infezione”.
Il team ha osservato che l’inattivazione fotodinamica mediante curcumina ha un potenziale enorme come adiuvante o terapia aggiuntiva con antibiotici per malattie, come la polmonite, causate da batteri resistenti agli antibiotici.
“L’inattivazione fotodinamica offre un’opzione di trattamento conveniente, fondamentale per ridurre le spese mediche non solo nei paesi in via di sviluppo, ma anche negli Stati Uniti”, ha affermato il Dott. Vladislav Yakovlev, Professore presso il Dipartimento di Ingegneria biomedica e autore dello studio. “Ha anche potenziali applicazioni nella medicina militare, dove questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per curare le ferite sul campo di battaglia e prevenire lo sviluppo e la diffusione della resistenza antimicrobica, una preoccupazione significativa nelle situazioni di combattimento“.
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Hanno collaborato alla ricerca la Dott.ssa Jennifer Soares, autrice principale dell’articolo e la Dott.ssa Kate Blanco dell’Istituto di Fisica di São Carlos, Università di São Paulo, Brasile.
Questa ricerca è stata sostenuta finanziariamente dalla São Paulo Research Foundation, dal Consiglio Nazionale per lo sviluppo scientifico e tecnologico, dal Cancer Prevention and Research Institute del Texas, dalla Governor’s University Research Initiative, dall’Air Force Office of Scientific Research e dai National Institutes of Health.
Fonte: Scientific Reports
