La scoperta è la prima a colpire i “persister” batterici responsabili di molte malattie persistenti

Ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering della Harvard University e della Boston University hanno sviluppato un approccio efficace e a basso costo per trattare le infezioni batteriche croniche, come stafilococco e tratto urinario, e potenzialmente anche streptococco e tubercolosi. Le loro scoperte appaiono nel numero del 12 maggio di Nature.

Le infezioni croniche e ricorrenti sono tipicamente causate da “persisters” batterici – una piccola sottopopolazione di batteri che riescono a sopravvivere a un assalto di antibiotici essenzialmente spegnendosi e “dormendo”, anche se le loro controparti, che sono sveglie, vengono uccise.

Come risultato, il paziente inizialmente sembra essere completamente guarito, ma nel corso di settimane, o addirittura mesi, i persisters iniziano a tornare in vita, spesso più forti e più aggressivi che mai, e la malattia è tornata. La persistenza batterica è un grande ostacolo al successo del trattamento delle malattie infettive. Può allungare le malattie per mesi, causare la diffusione delle infezioni ai reni e ad altri organi, e mandare i costi del trattamento alle stelle. Dato il suo significativo impatto negativo, la persistenza batterica è diventata un’area di ricerca in crescita, ma fino ad oggi non è stato sviluppato alcun trattamento che si rivolga direttamente ai persister.

A differenza dei batteri resistenti agli antibiotici, la cui capacità di resistere ai trattamenti farmacologici è basata su differenze genetiche, i persister sono geneticamente identici agli altri membri della loro comunità batterica. Ciò che li separa dal branco è la loro capacità di passare in modalità di risparmio energetico.

Ma un team di ricerca guidato da James J. Collins, Ph.D, ha ora scoperto un modo economico ed efficace per risvegliare questi batteri dormienti, utilizzando lo zucchero per stimolarli in uno stato attivo in cui sono vulnerabili agli antibiotici proprio come gli altri nella loro comunità.

Collins è un membro di facoltà principale del Wyss Institute, un professore di ingegneria biomedica presso la Boston University, e un ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute. Kyle Allison, dell’Howard Hughes Medical Institute e dell’Università di Boston, è stato il primo autore, con Mark Brynildsen, un professore assistente nel Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica dell’Università di Princeton, un autore collaboratore.

Il loro approccio consiste nell’aggiungere zucchero all’antibiotico. Lo zucchero agisce come uno stimolante, essenzialmente riaccendendo le normali risposte dei batteri, come la morte di fronte a un antibiotico killer. Allison paragona l’effetto dello zucchero a una tazza di caffè batterico o al grido di una sveglia.

Utilizzando questa strategia sui batteri E. coli, che possono causare infezioni del tratto urinario, il team è stato in grado di eliminare il 99,9 per cento dei persisters in sole due ore, rispetto a nessuna eliminazione senza zucchero. L’approccio è stato altrettanto efficace nell’uccidere i batteri che causano le infezioni da stafilococco. “Il nostro obiettivo era quello di migliorare l’efficacia degli antibiotici esistenti, piuttosto che inventarne di nuovi, che può essere un processo lungo e costoso”, dice Allison.

Questi risultati hanno il potenziale per migliorare la vita di un numero imprecisato di persone che lottano con infezioni fastidiose, riducendo anche i costi sanitari in modo sostanziale. Ma, l’impatto più significativo potrebbe infine essere sentito persone in tutto il mondo che soffrono di tubercolosi, che è il prossimo obiettivo della ricerca di Allison e Collins.

TB, che è una infezione batterica cronica che colpisce i polmoni, causa più morti di qualsiasi altra malattia infettiva. L’Organizzazione Mondiale della Sanità riferisce che circa 4.700 persone muoiono di TBC ogni giorno. Il trattamento richiede in genere da cinque a nove mesi.