12 dicembre 2019
Aggiornato 15:00
Gli zuccheri del latte contro le infezioni

Gli zuccheri del latte materno uccidono i batteri. L'alternativa agli antibiotici

Il latte materno è l’alimento perfetto per i bambini e oggi si è scoperto essere anche un’arma efficace contro i batteri e gli agenti patogeni. In particolare, i carboidrati o zuccheri presenti potrebbero essere usati come antibiotici sicuri

Il latte materno contiene zuccheri capaci di uccidere i batteri nocivi
Il latte materno contiene zuccheri capaci di uccidere i batteri nocivi Shutterstock

STATI UNITI – Pediatri, nutrizionisti ed esperti sono tutti concordi nel ritenere il latte materno come il miglior alimento per i neonati e i bambini. Come oggi sappiamo, il latte materno è composto da una complessa miscela di elementi che si modificano durante tutto il tempo dell’allattamento per adattare e adattarsi al meglio alle esigenze nutritive del bambino durante la crescita. Tra i numerosi ingredienti che lo compongono vi sono proteine, grassi e carboidrati o zuccheri. Questa efficace miscela è stata trovata essere anche un efficace antibatterico, che potrebbe essere utilizzata come un antibiotico, senza tuttavia gli effetti collaterali o dannosi di questi farmaci – tra cui la nota e drammatica resistenza.

Più potenza antibatterica anche alle proteine
Se già in passato con precedenti ricerche si era potuto dimostrare le proprietà antibatteriche delle proteine presenti nel latte materno, il nuovo studio condotto da un team interdisciplinare di chimici e medici dell’Università Vanderbilt ha rivelato che alcuni dei carboidrati, sempre presenti nel latte umano, non solo posseggono proprietà antibatteriche proprie ma aumentano anche l’efficacia delle proteine ​​antibatteriche presenti. «Questo è il primo esempio di attività generalizzata e antimicrobica da parte dei carboidrati del latte umano – ha spiegato il prof. Steven Townsend, che ha diretto lo studio – Una delle notevoli proprietà di questi composti è che sono chiaramente non tossici, a differenza di molti antibiotici».

Il focus su un determinato batterio
I risultati dello studio, pubblicato sulla rivista ACS Infectious Diseases, sono stati presentati da Dorothy Ackerman, coautrice, il ​​20 agosto alla riunione annuale della American Chemical Society di Washington DC. A indurre gli scienziati a condurre questo studio è stato il crescente problema della resistenza batterica agli antibiotici, divenuta una vera e propria emergenza sanitaria mondiale, come sostenuto anche dall’Organizzazione Mondiale della Sanità. I CDC ritengono che nei soli Stati Uniti la resistenza agli antibiotici provochi 23mila morti all’anno.
«Abbiamo iniziato a cercare metodi diversi per sconfiggere i batteri infettivi – ha precisato Townsend – per l’ispirazione ci siamo rivolti a un particolare batterio, il gruppo B Strep. Ci siamo chiesti se il suo ospite comune, le donne in gravidanza, producessero composti che possono indebolire o uccidere lo Strep, che è la causa principale di infezioni nei neonati in tutto il mondo».

Gli zuccheri invece delle proteine
Invece di concentrarsi sulle proteine ​​del latte materno, Townsend e colleghi hanno rivolto la loro attenzione agli zuccheri (o carboidrati), che pare siano notevolmente più difficili da studiare. «Per la maggior parte del secolo scorso, i biochimici hanno sostenuto che le proteine ​​sono più importanti, mentre gli zuccheri sono una ‘aggiunta’. La maggioranza delle persone ha fatto così propria questa argomentazione, anche se non esistono dati per sostenerla – ha sottolineato il prof. Townsend – La funzione degli zuccheri però è molto meno nota e, come specialista chimico di glicoproteina, ho voluto esplorarne il loro ruolo».

Lo studio
Per questo studio i ricercatori hanno raccolto i carboidrati del latte umano, chiamati anche oligosaccaridi, utilizzando diversi campioni di donatori e li hanno profilati con una tecnica di spettrometria di massa che può identificare contemporaneamente migliaia di grandi biomolecole, si legge nel comunicato dell’Università. Poi hanno aggiunto i composti alle colture di Strep e hanno osservato il risultato al microscopio. Si è così scoperto che non solo alcuni di questi oligosaccaridi uccidono direttamente i batteri, ma alcuni rompono anche fisicamente i biofilm che i batteri formano per proteggersi. Che sono poi la parte più difficile da trattare.
In uno studio pilota, il laboratorio di Townsend ha raccolto cinque campioni. I test condotti hanno mostrato che gli zuccheri di un campione hanno quasi ucciso un’intera colonia di Strep. In un altro campione, gli zuccheri erano moderatamente efficaci, mentre i restanti tre campioni hanno mostrato un livello di attività più basso. In uno studio di follow-up, ora si stanno testando più di due dozzine di campioni aggiuntivi. Al momento, due di questi hanno distrutto i biofilm batterici e hanno ucciso i batteri; quattro hanno rotto i biofilm ma non hanno ucciso i batteri e due hanno ucciso i batteri senza rompere i biofilm.
«I nostri risultati mostrano che questi zuccheri agiscono in due modi – ha commentato Townsend – In primo luogo, essi sensibilizzano i batteri bersaglio e poi li uccidono. Il biologo a volte chiama questo processo ‘letalità sintetica’ e c’è una grande spinta per sviluppare nuovi farmaci antimicrobici con questa capacità».

Agiscono in sinergia
Oltre che le capacità antibatteriche degli zuccheri, i ricercatori hanno scoperto che questi lavorano in sinergia con i peptidi della saliva umana. Nella fattispecie si è osservato come dosando su colture di Strep una miscela di zuccheri di latte e peptidi antimicrobici dalla saliva umana, si è riusciti ad abbattere i biofilm e anche migliorare l’efficacia degli altri agenti antimicrobici contenuti nel latte materno. Negli studi di follow-up il team di scienziati ha anche dimostrato che l’attività antimicrobica degli zuccheri del latte si estende a un certo numero di altri batteri infettivi, tra i quali due dei 6 ‘patologi ESKAPE’ che sono la causa principale delle infezioni ospedaliere in tutto il mondo. Townsend sta collaborando con i colleghi del Centro di Ricerca di Spettrometria di Massa di Vanderbilt per identificare i tipi specifici di molecole di carboidrati responsabili degli effetti antibatterici che sono stati scoperti.

Altri autori dello studio
Alla ricerca hanno anche contribuito la scuola di medicina Ryan Doster con il professore associato di pediatria Jörn-Hendrick Weitkamp, ​​professore associato di patologia, microbiologia e immunologia David Aronoff e assistente professore di medicina Jennifer Gaddy.
La ricerca è stata sostenuta dal Department of Veterans Affairs grant CDA-2 1IK2BX001701, National Institutes of Health grants T32A1007474-20 and 2T32HD060554-06A2, National Center for Research Resources grant UL1 RR024975-01, National Center for Advancing Translational Sciences grant 2 UL1 TR000445-06 and the Vanderbilt Institute of Chemical Biology.