La combinazione probiotico/antibiotico potrebbe sradicare i batteri resistenti ai farmaci

Nella lotta contro i batteri resistenti ai farmaci, I ricercatori del MIT hanno chiesto l'aiuto di batteri benefici noti come probiotici.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che fornendo una combinazione di farmaci antibiotici e probiotici, potrebbero debellare due ceppi di batteri resistenti ai farmaci che spesso infettano le ferite. Per realizzare questo, 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 è un grave problema per la salute umana. Pensiamo che un modo per curarli sia incapsulare un probiotico vivo e lasciarlo fare il suo lavoro, "dice Ana Jaklenec, ricercatore presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e uno degli autori senior dello studio.

Se dimostrato di avere successo in futuri test sugli animali e sull'uomo, la combinazione probiotico/antibiotico potrebbe essere incorporata nelle medicazioni per ferite, dove potrebbe aiutare a guarire le ferite croniche infette, dicono i ricercatori.

Robert Langer, il professore del David H. Koch Institute e membro del Koch Institute, è anche un autore senior del documento, che appare sul giornale Materiale avanzato il 17 ottobre. 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, molti dei quali sono vantaggiosi. In alcuni casi, questi batteri aiutano a respingere le infezioni 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, Li dice. Però, i ceppi probiotici di solito non possono combattere tutti i batteri che si troverebbero 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. Hanno scelto l'alginato in parte perché è già usato nelle medicazioni per ferite croniche, dove aiuta ad assorbire le secrezioni e a mantenere asciutta la ferita. Inoltre, i ricercatori hanno anche scoperto che l'alginato è un componente dei biofilm che i gruppi di batteri formano 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, " Li dice. "Tuttavia, finora nessuno ha usato questa capacità per proteggere i batteri buoni dagli antibiotici".

Per questo studio, i ricercatori hanno scelto di incapsulare un tipo di probiotico disponibile in commercio noto come Bio-K+, che consiste di tre ceppi di Lattobacilli batteri. Questi ceppi sono noti per uccidere 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 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, " dice Jaklenec. "Ha completamente sradicato i batteri".

Quando hanno provato lo stesso esperimento con i probiotici non incapsulati, i probiotici sono stati uccisi dagli antibiotici, permettendo il MRSA batteri per sopravvivere.

"Quando abbiamo usato solo un componente, antibiotici o probiotici, non potevano sradicare tutti gli agenti patogeni. È qualcosa che può essere molto importante in contesti clinici in cui si hanno ferite con batteri diversi, e gli antibiotici non bastano per uccidere tutti i batteri, "Li dice.

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, " Li dice. "Penso che i probiotici possano essere qualcosa che potrebbe rivoluzionare il trattamento delle ferite in futuro. Con il nostro lavoro, abbiamo ampliato le possibilità di applicazione 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 dall'essere scomposti 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 può spazzare via i batteri benefici nello stesso momento in cui eliminano un'infezione.

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