15 novembre 2018
Aggiornato 08:30

L’incredibile potere dell’ossigeno contro infezioni e malattie

Scienziati scoprono che attivare l’ossigeno con la luce permette di eliminare i batteri resistenti agli antibiotici e anche combattere altre malattie infettive e persino il cancro
Gli ospedali sono pieni di batteri resistenti
Gli ospedali sono pieni di batteri resistenti (sfam_photo | shutterstock.com)

La risposta alla lotta contro i batteri resistenti agli antibiotici, le malattie infettive in genere e persino il cancro potrebbe arrivare dall’ossigeno. Secondo un nuovo studio appena presentato al 256° National Meeting & Exposition della American Chemical Society (ACS), l’attivazione dell’ossigeno per mezzo della luce permette di cancellare letteralmente i batteri e altri patogeni. E, potenzialmente, anche le cellule tumorali.

La risposta
E’ da tempo ormai che gli scienziati stanno cercando una risposta concreta alle infezioni incurabili, a causa dei batteri divenuti resistenti ai farmaci antibiotici, come per esempio l’MRSA (Staphylococcus aureus resistente alla meticillina). La nuova tecnica studiata dal dottor Peng Zhang, insieme al dottor Neil Ayres, entrambi dell’Università di Cincinnati, potrebbe evitare l’uso di antibiotici in caso di infezioni batteriche. «Invece di ricorrere agli antibiotici, che non funzionano più contro alcuni batteri come l’MRSA, usiamo fotosensibilizzanti, per lo più molecole di coloranti, che diventano eccitati quando illuminati con luce – spiega Peng Zhang – Quindi, i fotosensibilizzatori convertono l’ossigeno in specie reattive dell’ossigeno che attaccano i batteri».

Superare gli ostacoli
Fino a oggi uno dei maggiori ostacoli per questa tecnica di cura era che i fotocatalizzatori in uso per uccidere i batteri, non riescono a distruggere abbastanza microrganismi per eliminare efficacemente le infezioni. I fotosensibilizzatori in forma molecolare, infatti, tendono a non essere abbastanza efficienti da causare danni significativi. Inoltre, molti di questi sono idrofobi, cosa che rende difficile disperdere tali sostanze in mezzi acquosi dove normalmente esistono microrganismi. Al fine di superare questi ostacoli Zhang e colleghi hanno iniziato a progettare un nuovo fotosensibilizzatore ibrido, disperdibile in acqua, che include nanoparticelle di metallo nobile decorate con polimeri anfifilici per intrappolare i fotosensibilizzatori molecolari, si legge in una nota dell’università.

Più efficace
In questo nuovo studio, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che il nuovo fotosensibilizzatore a nanoparticelle è molto più efficace nell’uccidere una varietà di batteri rispetto alle formulazioni simili che non contenevano le particelle metalliche. Secondo il dott. Zhang, queste nanoparticelle offrono due vantaggi. Il metallo ha un effetto di aumento plasmonico che promuove la generazione di più specie reattive dell’ossigeno, mentre contemporaneamente concentra i fotosensibilizzatori in un unico punto per un attacco più localizzato alle cellule batteriche. «Se vuoi attaccare un castello e lasci che tutte queste persone attacchino individualmente, non è molto efficace – sottolinea Zhang – Invece se hai lo stesso numero di persone raggruppate insieme attaccando il castello in un punto, è possibile causare più danni».

Le prospettive
Zhang e colleghi hanno ora brevettato il design di fotosensibilizzatori ibridi, che possono essere formulati in spray o gel. Una volta che lo spray è stato sviluppato in un prodotto, spiega il ricercatore, i medici potrebbero disporlo su una qualsiasi superficie (per esempio la pelle) e quindi illuminarlo con luce blu o rossa per ripulire dai batteri, incluso l’MRSA, che potrebbero essere presenti. Il metodo, spiega ancora Zhang, è promettente nelle applicazioni dirette su ferite per eliminare l’infezione e aiutare nella guarigione. Di recente sono stati eseguiti esperimenti su campioni di laboratorio di pelle umana e ha scoperto che il fotosensibilizzatore non uccide le cellule della pelle, ma solo i batteri. In più, aggiunge il ricercatore, le nanoparticelle sono ideali per distruggere le cellule tumorali della pelle e pertanto trattare diverse forme di cancro, come per esempio il melanoma. Oltre a ciò, le nanoparticelle sono in grado di eliminare il fungo ungueale o micosi delle unghie.