Nel 2017, un tragico incidente si è svolto in un ospedale del Nevada. Una donna, ammessa per polmonite, ha tragicamente ceduto a più insufficienza degli organi e sepsi. Il colpevole? Un ceppo di batteri che aveva sviluppato resistenza a 26 diversi antibiotici diversi. Questi superbug, o batteri resistenti agli antibiotici, sono una delle minacce di salute pubblica più urgenti a livello globale.
Unendo lo sforzo per combattere questi patogeni mortali, i ricercatori del Texas A&M hanno ora dimostrato che la curcumina, il composto che dà alla curcuma il suo caratteristico colore giallo brillante, può essere potenzialmente usato per ridurre la resistenza agli antibiotici.
I ricercatori hanno dimostrato che quando la curcumina viene intenzionalmente somministrata ai batteri come cibo e quindi attivata dalla luce, può innescare reazioni deleterie all’interno di questi microbi, uccidendoli infine. Questo processo, hanno dimostrato, riduce il numero di ceppi e rendering di antibiotici convenzionali resistenti agli antibiotici efficaci di nuovo efficaci.
I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Rapporti scientifici.
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 di 23 anni in media. Negli ultimi decenni, mentre la scoperta di nuovi antibiotici ha alteati, i batteri resistenti agli antibiotici sono diventati contemporaneamente più comuni, inaugurando l’era dei superbug, come resistenti alla meticillina Staphylococcus aureus (MRSA), enterococco resistente alla vancomicina e polmonite, che sono tutti estremamente difficili da trattare. In effetti, si prevede che le malattie infettive siano di nuovo le principali cause della mortalità umana, rivendicando fino a 10 milioni di vite all’anno.
“Quando i batteri iniziano a diventare resistenti agli antibiotici convenzionali, abbiamo quella che chiamiamo catastrofe antibiotica”, ha dichiarato il dott. Vanderlei Bagnato, professore presso il Dipartimento di ingegneria biomedica e autore senior nello studio. “Per superare questa sfida, abbiamo bisogno di modi alternativi per uccidere i Superbug o trovare un modo nuovo per modificare i processi naturali all’interno dei batteri in modo che gli antibiotici inizino ad agire di nuovo.”
I batteri mostrano variazioni naturali all’interno di una data popolazione. Questa eterogeneità introduce variazioni nei comportamenti cellulari, inclusa la risposta agli antibiotici, che possono contribuire direttamente alla resistenza al trattamento se alcuni ceppi sopravvivono ai farmaci antimicrobici e continuano a replicare. Pertanto, i ricercatori volevano frenare l’eterogeneità batterica per controllare la resistenza batterica.
L’inattivazione fotodinamica, una tecnica che ha mostrato promesse nella lotta alla resistenza batterica, utilizza molecole di luce e sensibili alla luce, chiamate fotosensibilizzatori, per produrre specie reattive di ossigeno che possono uccidere i microrganismi interrompendo i loro processi metabolici. Nei loro esperimenti, il team ha usato la curcumina, che è anche un alimento naturale per i batteri. Hanno testato questa tecnica sui ceppi di Staphylococcus aureus che sono resistenti all’amoxicillina, all’eritromicina e alla gentamicina.
I ricercatori hanno esposto i batteri a molti cicli di esposizione alla luce e quindi hanno confrontato la concentrazione minima di antibiotici necessari per uccidere i batteri dopo l’esposizione alla luce rispetto a quelli che non hanno ottenuto un’esposizione 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 alle spalle ceppi più o meno simili nella loro risposta agli antibiotici”, ha detto Bagicato. “Ora è molto più facile prevedere la precisa dose antibiotica necessaria per rimuovere l’infezione.”
Il team ha osservato che l’inattivazione fotodinamica mediante curcumina ha un enorme potenziale come terapia adiuvante o aggiuntiva con antibiotici per malattie, come la polmonite, causata da batteri resistenti agli antibiotici.
“L’inattivazione fotodinamica offre un’opzione di trattamento economica, che è cruciale 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, in cui questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per trattare le ferite del campo di battaglia e prevenire lo sviluppo e la diffusione della resistenza antimicrobica, una preoccupazione significativa nelle situazioni di combattimento.”
I collaboratori della ricerca includono la dott.ssa Jennifer Soares, che è l’autore principale sul giornale, e la dott.ssa Kate Blanco dell’Istituto di Fisica di San Carlos, Università di San Paolo, Brasile.
Questa ricerca è stata supportata finanziariamente dalla São Paulo Research Foundation, dal National Council for Scientific and Technological Development, dal Cancer Prevention and Research Institute of Texas, dall’iniziativa di ricerca universitaria del Governatore, dall’ufficio dell’Aeronautica di ricerca scientifica e dal National Institutes of Health.
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