(Probiotici-Immagine Credit Public Domain).
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 fornire una combinazione di farmaci antibiotici e probiotici, potrebbero sradicare due ceppi di batteri resistenti ai farmaci che spesso infettano le ferite. Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori 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 così tanti batteri ora, resistenti agli antibiotici, che si è creato un serio problema per la salute umana. Pensiamo che un modo per curarli sia incapsulare un probiotico vivo e lasciare che faccia il suo lavoro”, afferma Ana Jaklenec, ricercatrice presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e uno degli autori senior dello studio.
A sinistra, sfere di alginato con probiotici incapsulati all’interno. A destra, un primo piano di una singola sfera, con batteri probiotici etichettati in verde. Immagine per gentile concessione dei ricercatori / MIT
“Se dimostrerà di avere successo nei test futuri sugli animali e sull’uomo, la combinazione probiotico/antibiotico potrebbe essere incorporata nelle medicazioni per le ferite, per guarire le ferite croniche infette”, dicono i ricercatori.
Robert Langer, Professore del David H. Koch Institute e membro del Koch Institute, è anche un autore senior del documento, apparso sulla rivista Advanced Materials. Zhihao Li, un ex scienziato in visita al MIT, è l’autore principale dello studio.
Guerre batteriche
Il corpo umano contiene trilioni di cellule batteriche, molte delle quali sono benefiche. In alcuni casi, questi batteri aiutano a respingere l’infezione secernendo peptidi antimicrobici e altri composti che uccidono i ceppi batterici patogeni. Altri superano 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”, riferisce Li. Tuttavia, i ceppi probiotici di solito non possono combattere tutti i batteri che si potrebbero trovare in una ferita infetta. La combinazione di questi ceppi con gli antibiotici tradizionali aiuterebbe a 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 vengano colpiti dall’antibiotico. I ricercatori hanno scelto l’alginato in parte perché è già utilizzato nelle medicazioni per ferite croniche, dove aiuta ad assorbire le secrezioni e a mantenere la ferita asciutta. Inoltre, i ricercatori hanno anche scoperto che l’alginato è un componente dei biofilm formati da gruppi di batteri per proteggersi dagli antibiotici.
“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”, afferma Li. “Tuttavia, finora nessuno ha usato questa capacità per proteggere i batteri buoni dagli antibiotici”.
(Vedi anche:Effetti dei probiotici, prebiotici e simbiotici sulla salute umana
Per questo studio, i ricercatori hanno scelto di incapsulare un tipo di probiotico disponibile in commercio noto come Bio-K+, che consiste in 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 sensibili 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 a un antibiotico chiamato Tobramicina, che hanno scelto tra gli altri antibiotici testati perché uccide efficacemente lo Pseudomonas aeruginosa, un altro ceppo che si trova comunemente nelle infezioni delle ferite. Quando MRSA e Pseudomonas aeruginosa che crescono in un piatto da laboratorio sono stati esposti alla combinazione di Bio-K+ incapsulato e Tobramicina, tutti i batteri patogeni sono stati spazzati via. “È stato un effetto piuttosto drastico”, afferma Jaklenec. “Ha completamente sradicato i batteri”.
Quando hanno tentato lo stesso esperimento con probiotici non incapsulati, i probiotici sono stati uccisi dagli antibiotici, consentendo ai batteri MRSA di sopravvivere.
“Quando abbiamo usato solo un componente, antibiotici o probiotici, non sono stati in grado di sradicare tutti i patogeni. Quest èa strategia 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”, afferma 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 integrate con antibiotici e probiotici incapsulati con alginato. Prima che ciò possa accadere, hanno in programma di testare ulteriormente l’approccio negli animali e possibilmente negli esseri umani.
“La cosa buona dell’alginato è che è approvato dalla FDA e anche il probiotico che usiamo è approvato“, afferma 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 rivestire i probiotici con strati di alginato e un altro polisaccaride chiamato chitosano potrebbe proteggerli dalla decomposizione nel tratto gastrointestinale. Ciò potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare modi per curare le malattie o migliorare la digestione con i probiotici somministrati per via orale. Un’altra potenziale applicazione è l’utilizzo di questi probiotici per ricostituire il microbioma intestinale dopo il trattamento con antibiotici, che possono eliminare i batteri benefici nello stesso momento in cui eliminano un’infezione.
Fonte: MIT
