Fototerapia per indebolire batteri resistenti agli antibiotici

 

Riscoperto un metodo per vincere la resistenza dei batteri agli antibiotici utilizzando la luce ultravioletta.

 

Le previsioni affermano che tra qualche decina d’anni la mortalità dovuta alle infezioni batteriche che oggi curiamo normalmente con gli antibiotici aumenterà esponezialmente.

Tanto che supererà quella per il cancro, a causa della resistenza che questi microbi stanno sviluppando ai farmaci. Occorre porvi rimedio, se non si vuole ripiombare in un’era pre-antibiotici, quando si moriva per una banale infezione o per un taglio.

I ricercatori della Texas A & M University e dell’Università di San Paolo ci hanno provato con la luce.

IHanno adattato la terapia fotodinamica antimicrobica (aPDT), una reazione chimica innescata dalla luce visibile, per l’uso su ceppi di batteri resistenti agli antibiotici.

I risultati hanno mostrato che il trattamento ha indebolito i batteri fino al punto che basse dosi di antibiotici attuali potrebbero eliminarli efficacemente.

“L’uso di aPDT in combinazione con antibiotici crea una sinergia di interazione che lavora insieme per una soluzione”, ha affermato Vladislav Yakovlev, professore universitario presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica del Texas A & M e co-direttore del progetto. “È un passo nella giusta direzione contro i batteri super resistenti”.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La luce ultravioletta è stata utilizzata per la prima volta per sterilizzare i batteri oltre 100 anni fa. Il trattamento si basava sul lavoro di Niels Finsen, che vinse il premio Nobel per la fisiologia nel 1903 per aver utilizzato la luce solare filtrata – la frequenza più alta o spettro ultravioletto – come cura per la tubercolosi cutanea.

I progressi della fototerapia sono passati in secondo piano pochi decenni dopo, quando gli antibiotici sono diventati l’arma preferita contro i batteri.

I batteri resistenti agli antibiotici si sono presentati subito dopo che gli antibiotici sono stati utilizzati per la prima volta. Se il trattamento antibiotico si interrompe prima che i batteri siano completamente uccisi, i batteri rimanenti sviluppano una resistenza o immunità all’antibiotico.

Quell’immunità si trasferisce a ogni nuova cellula batterica, quindi sono necessari antibiotici più potenti o nuovi metodi di trattamento per superare la crescente resistenza.

“La terapia fotodinamica era uno strumento dimenticato”, ha detto Yakovlev. “Eppure, i batteri non possono superarlo. Non c’è resistenza”.

Alcune terapie con cellule tumorali umane utilizzano già l’aPDT per prevenire la crescita di cellule anormali, ma il trattamento di batteri resistenti con esso è ancora un nuovo approccio.

I ricercatori hanno iniziato il loro lavoro scegliendo i batteri e le armi necessarie per combatterlo: ossigeno molecolare, luce e un fotosensibilizzatore, qualcosa che crea una reazione tra ossigeno e luce.

Un colorante chiamato blu di metilene fungeva da fotosensibilizzatore. Le sorgenti luminose sono state appositamente costruite pannelli di 25 LED in coni riflettenti costruiti dal Laboratorio di Supporto Tecnico dell’Istituto di Fisica di São Carlos.

Lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina è servito come batterio e i ricercatori hanno coltivato colture con il colorante blu in esse per garantire che il fotosensibilizzante da solo non influenzi i batteri.

La maggior parte del lavoro di laboratorio si è svolto nel Texas A & M Health Science Center sotto Paul de Figueiredo, professore presso il Dipartimento di Patogenesi Microbica e Immunologia presso il College of Medicine.

All’inizio, il team ha utilizzato aPDT per registrare la risposta dei batteri. L’idea era quella di trovare la dose più bassa e la serie più breve che potesse indebolire le membrane batteriche e altri meccanismi di resistenza.

Le riproduzioni cellulari hanno rivelato quante generazioni ci sono volute prima che la resistenza agli antibiotici tornasse. Successivamente, i ricercatori hanno aggiunto combinazioni di antibiotici a diversi intervalli di tempo dopo i trattamenti aPDT per vedere le risposte dei batteri indeboliti.

“L’uso di antibiotici con aPDT è un’idea unica”, ha detto Yakovlev. “Possiamo usare dosi più basse di entrambi per raggiungere il nostro obiettivo in contrasto con l’uso dell’uno o dell’altro a dosi più elevate che potrebbero avere effetti collaterali”.

L’obiettivo è quello di abbreviare i tempi di trattamento e ridurre il dosaggio ai livelli più bassi necessari.

Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sta seguendo da vicino il progetto perché le infezioni delle ferite sul campo di battaglia si verificano anche in località remote e devono essere affrontate rapidamente.

Finora, i risultati sono positivi. I batteri resistenti, indeboliti dai trattamenti aPDT, sono stati uccisi con dosi molto più basse di antibiotici attuali.

Come beneficio, queste terapie hanno ridotto la necessità di combattere i batteri resistenti con antibiotici più potenti e costosi che richiedono anni per essere prodotti.

Il lavoro futuro per il progetto comporterà ulteriori indagini sui tempi e sul dosaggio e test su altri ceppi di batteri resistenti per vedere se l’efficacia è universale.

“Immaginate le applicazioni della vita reale”, ha detto Yakovlev. “Basta medico, che usa un unguento e fa luce sulla zona infetta, e il trattamento è finito. Sarebbe rapido e innocuo”.