Una nuova molecola organica potrebbe diventare un'arma potente nella lotta contro la resistenza agli antibiotici

Una molecola organica composta da zuccheri semplici potrebbe diventare un'arma potente nella lotta contro la crescente resistenza agli antibiotici, secondo i ricercatori finanziati dall'UE che hanno sviluppato un romanzo, tecnica mirata di somministrazione di farmaci per trattare la tubercolosi mortale e altri agenti patogeni letali.

Il progetto CYCLON HIT, finanziato dall'UE, ha studiato le ciclodestrine, oligosaccaridi ciclici la cui composizione molecolare è simile al comune zucchero da tavola, come vettore ingegnerizzato dalle nanotecnologie per antibiotici e altri farmaci. Hanno scoperto che i nanovettori di ciclodestrina possono essere sviluppati non solo per incapsulare e proteggere efficacemente gli antibiotici per combattere i batteri resistenti, ma che queste molecole possiedono anche proprietà antimicrobiche uniche.

Abbiamo adottato un approccio totalmente innovativo in cui le ciclodestrine non vengono utilizzate solo come nanovettori di combinazioni di farmaci, ma svolgono anche un ruolo attivo nella lotta alle infezioni interferendo con il meccanismo attraverso il quale i batteri invadono le cellule".

Ruxandra Gref, coordinatore del progetto, Centre National de la Recherche Scientifique in Francia

Mirare alla tubercolosi, una delle principali cause di morte in tutto il mondo che miete più di 1,5 milioni di vittime ogni anno, il team di CYCLON HIT ha studiato un metodo per fornire nanoparticelle di ciclodestrina potenziate con antibiotici direttamente nei polmoni, dove il Mycobacterium tuberculosis patogeno si accumula nell'uomo. Questo batterio altamente specializzato utilizza parte della membrana di cellule chiamate zattere lipidiche per entrare nel tessuto polmonare dove è in grado di stabilirsi all'interno di cellule difensive note come macrofagi, nascondendosi efficacemente all'interno del sistema immunitario del corpo.

‘Utilizzando questo ingegnoso meccanismo, l'agente patogeno invade e persiste all'interno dei macrofagi nonostante il loro ruolo nell'uccidere i corpi estranei. Abbiamo scoperto che anche le ciclodestrine ingegnerizzate si localizzano preferenzialmente nelle zattere lipidiche e agiscono come uno scudo contro la penetrazione dei patogeni senza alcuna tossicità per il corpo, ’ dice Gref.

Le ciclodestrine possono quindi essere ingegnerizzate per svolgere due funzioni salvavita:impedire agli agenti patogeni di invadere le cellule, e consegnare antibiotici e altri farmaci alle cellule infette, fornendo una potente arma a doppia azione contro le malattie.

Trattamento più mirato, meno effetti collaterali

Per di più, una nanoparticella brevettata sviluppata dai ricercatori CYCLON HIT realizzata con nanoparticelle di Î-ciclodestrina potrebbe consentire la somministrazione di combinazioni di farmaci antibiotici direttamente nei polmoni tramite un inalatore piuttosto che i pazienti che devono ingerire pillole ad azione lenta e meno efficaci.

Dopo il fallimento degli antibiotici di prima linea, la tubercolosi multiresistente è attualmente trattata con chemioterapia o antibiotici di seconda linea come l'etionamide in combinazione con altri farmaci. Ma i pazienti hanno spesso difficoltà a rispettare i regimi di trattamento che possono richiedere l'assunzione di più di 10.000 compresse in un periodo di due anni, spesso con effetti collaterali debilitanti.

“Le ciclodestrine ingegnerizzate sono state in grado di incorporare antibiotici, preservando la loro attività e consegnandoli in sicurezza alle cellule infette, ' dice Gref. "I test su modelli animali mostrano che questo approccio raggiunge concentrazioni di farmaco più elevate nel sito bersaglio e meno effetti collaterali sistemici per il paziente".

Sebbene la tubercolosi multiresistente ai farmaci sia stata un test case chiave per i ricercatori di CYCLON HIT, i loro nanovettori di ciclodestrina ingegnerizzati hanno anche il potenziale per essere impiegati contro una serie di altri agenti patogeni, come Salmonella typhimurium , responsabile di grave gastroenterite; Staphylococcus aureus , un patogeno opportunista legato a infezioni cutanee e infezioni respiratorie; e i tipi di batteri gram-negativi più comunemente implicati nelle infezioni ospedaliere.

Dato che tutte le specie di batteri mutano continuamente in risposta alla pressione selettiva degli antibiotici, che porta a resistenza a più farmaci e malattie potenzialmente non curabili, sono necessari sforzi di ricerca sostenuti per sviluppare nuovi modi per fornire trattamenti efficaci.

A quello scopo, il progetto CYCLON HIT ha posto le basi per una ricerca continua sul vasto potenziale delle ciclodestrine attraverso un programma di formazione per 11 ricercatori in fase iniziale e cinque giovani ricercatori esperti, supportato dalle competenze interdisciplinari di 12 istituti di ricerca e PMI innovative in tutta Europa.

Gref afferma che le collaborazioni stanno continuando su diversi fronti oltre la fine del progetto Marie-Curie Initial Training Networks, con i membri del consorzio del progetto che attualmente cercano partnership con aziende per sviluppare ulteriormente e commercializzare la nanotecnologia.

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