I ricercatori si rivolgono a metodi di trattamento più vecchi per nuove sfide di salute

L'ultima cosa che si desidera durante una degenza in ospedale è un'infezione acquisita in ospedale. Infezioni nosocomiali, come vengono chiamati, sono in aumento man mano che sempre più agenti patogeni diventano resistenti ai farmaci attualmente disponibili. Un agente patogeno è in cima alla lista come uno dei più comuni, uno dei più frequentemente fatali, e uno dei più difficili da trattare - Acinetobacter baumannii .

Kumar Venkitanarayanan, Decano associato per la ricerca e gli studi universitari, e professore alla Facoltà di Agraria, Salute, e risorse naturali, e il suo team hanno recentemente pubblicato una ricerca sulla rivista Medicina delle ferite dettagliando come stanno lavorando per cambiarlo.

A. baumannii è incluso nell'elenco ESKAPE dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, un insieme di batteri che stanno diventando sempre più resistenti agli antibiotici. Con la resistenza in aumento, la ricerca sulle terapie alternative è fondamentale, e in alcuni casi il ritorno alle vecchie terapie si sta rivelando efficace.

Infezioni di A. baumannii sono particolarmente difficili da trattare poiché i batteri possiedono un arsenale di misure per acquisire resistenza agli antibiotici, dice Venkitanarayanan. I batteri sono anche in grado di formare biofilm che fortificano l'infezione contro gli antibiotici e offrono loro maggiori possibilità di diffusione, soprattutto negli ambienti ospedalieri.

" A. baumannii è principalmente un patogeno nosocomiale che colpisce soprattutto quelli con un sistema immunitario compromesso, i giovanissimi, il molto vecchio, vittime di ustioni, ed è riportato anche nelle ferite dei soldati combattenti, "dice Venkitanarayanan. A. baumannii può infettare ferite e portare a infezioni particolarmente persistenti della pelle e dei tessuti molli e alla fine diffondersi, causando infezioni sistemiche difficili e talvolta impossibili da trattare come la polmonite o le infezioni del tratto urinario.

Piuttosto che adottare l'approccio di sviluppare nuovi antibiotici, Il gruppo di ricerca di Venkitanarayanan guarda ai vecchi metodi di trattamento per cercare nuove strategie.

Ai vecchi tempi, i metalli sono stati usati come trattamenti antimicrobici, quindi abbiamo deciso di rivisitarli per vedere se potevano essere applicati ai trattamenti moderni".

Kumar Venkitanarayanan, professoressa, Facoltà di Agraria, Salute, e risorse naturali

I metalli e i metalloidi sono da tempo riconosciuti per le loro qualità disinfettanti, e come tali sono stati utilizzati nella conservazione degli alimenti, disinfezione dell'acqua, prodotti per la pulizia, e per il trattamento delle ferite. I ricercatori hanno esaminato i metalli per la loro efficacia antimicrobica e hanno trovato selenio, un metalloide, essere promettente. Oltre ai potenziali usi antimicrobici, il selenio è anche un micronutriente importante nel funzionamento del sistema immunitario, sintesi degli acidi nucleici, così come altri processi fisiologici.

I ricercatori hanno prima determinato la quantità minima di selenio necessaria per inibire la virulenza dei batteri, o capacità di causare malattie. Con questo approccio, Venkitanarayanan afferma che i batteri sono ancora in grado di crescere, ma non sono in grado di infettare l'ospite con la stessa efficacia.

Poiché i batteri sviluppano resistenza ai farmaci quando la loro sopravvivenza è compromessa, a concentrazioni di antivirulenza sub-letali, i batteri hanno meno probabilità di sviluppare resistenza agli antibiotici. Anche, a questi livelli, i farmaci hanno meno probabilità di avere un impatto negativo sul paziente, ad esempio, come quello che si vede con gli antibiotici in cui il microbioma ospite è influenzato dal trattamento.

Prossimo, il team ha simulato una ferita coltivando cellule e fluidi della ferita in una matrice modello. Il modello di matrice della ferita è stato quindi inoculato con i batteri, con o senza la quantità di selenio necessaria per inibire A. baumannii virulenza.

I biofilm trattati con o senza sono stati osservati al microscopio elettronico a scansione, e l'analisi del DNA è stata eseguita per valutare se si sono verificati cambiamenti genetici dopo l'esposizione al selenio.

I ricercatori hanno anche eseguito analisi per determinare l'efficacia con cui i batteri potrebbero aderire e invadere le cellule della pelle sia con che senza selenio presente.

I batteri possono impiegare diverse strategie per colonizzare un ospite, da rivestimenti spessi per evitare l'essiccazione o la penetrazione di farmaci, ai mezzi per attaccarsi e farsi strada nell'ospite. Sembra che il selenio abbia modi per smantellare molteplici strategie in A. baumannii .

Quello che i ricercatori hanno scoperto è che per le colture esposte al selenio, l'architettura del biofilm di quelle culture è stata significativamente ridotta, lasciando il biofilm che appare diffuso e scomposto. Di conseguenza, l'analisi genetica post-trattamento ha rivelato una significativa down-regulation dei geni associati alla produzione di biofilm. Il selenio ha anche ridotto la capacità batterica di aderire e invadere le cellule della pelle.

"Non ci sono dati chiari su come funziona il selenio. Sembra esserci tossicità contro la membrana esterna dei batteri e potrebbe anche causare tossicità contro il DNA, potenzialmente nei geni coinvolti nella creazione di biofilm, "dice Venkitanarayanan.

Studiare questi meccanismi esatti sono i prossimi passi che i ricercatori intraprenderanno, avvicinandosi così alle applicazioni cliniche.

Anche se al momento non sono noti gli esatti meccanismi d'azione del selenio, Venkitanarayanan afferma che è importante esplorare questi tipi di opzioni. Il suo gruppo ha esplorato l'efficacia del selenio per il trattamento di altre infezioni come l'Escherichia coli enteroemorragica (EHEC) e Clostridium difficile ( C. diff ). Poiché si riscontra una maggiore resistenza agli antibiotici nel trattamento di varie infezioni batteriche, Venkitanarayanan dice che guardare indietro ai trattamenti che una volta funzionavano è importante.

"Anche se utilizziamo i vecchi metodi di concerto con i moderni antibiotici, è meglio che non essere in grado di usare nulla."

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