Credito:Università RMIT
I ricercatori hanno utilizzato metalli liquidi per sviluppare una nuova tecnologia per distruggere i batteri che potrebbe essere la risposta al problema mortale della resistenza agli antibiotici.
La tecnologia utilizza particelle di dimensioni nanometriche di metallo liquido magnetico per distruggere batteri e biofilm batterico, la "casa" protettiva in cui prosperano i batteri, senza danneggiare le cellule buone.
Pubblicato in ACS Nano , la ricerca condotta dalla RMIT University offre una nuova direzione rivoluzionaria nella ricerca di migliori tecnologie di lotta contro i batteri.
La resistenza agli antibiotici è una grave minaccia per la salute globale, provocando almeno 700, 000 morti all'anno. Senza azione, il bilancio delle vittime potrebbe salire a 10 milioni di persone all'anno entro il 2050, superando il cancro come causa di morte.
I problemi maggiori sono la diffusione di pericolosi, superbatteri resistenti ai farmaci e la crescita di infezioni batteriche da biofilm, che non possono più essere trattate con gli antibiotici esistenti.
Il dottor Aaron Elbourne ha affermato che gli antibiotici hanno rivoluzionato la salute da quando sono stati scoperti 90 anni fa, ma stavano perdendo efficacia a causa di un uso improprio.
"Ci stiamo dirigendo verso un futuro post-antibiotico, dove comuni infezioni batteriche, lesioni minori e interventi chirurgici di routine potrebbero tornare a essere mortali, "Elbourne, un Postdoctoral Fellow nel Laboratorio di Nanobiotecnologie dell'RMIT, disse.
"Non basta ridurre l'uso di antibiotici, dobbiamo ripensare completamente al modo in cui combattiamo le infezioni batteriche.
"I batteri sono incredibilmente adattabili e nel tempo sviluppano difese contro le sostanze chimiche utilizzate negli antibiotici, ma non hanno modo di affrontare un attacco fisico.
"Il nostro metodo utilizza metalli liquidi progettati con precisione per fare a pezzi i batteri fisicamente e distruggere il biofilm in cui i batteri vivono e si moltiplicano.
"Con un ulteriore sviluppo, speriamo che questa tecnologia possa essere il modo per contribuire a fare la storia della resistenza agli antibiotici".
Diventiamo fisici:un nuovo modo per uccidere i batteri
Il team RMIT dietro la tecnologia è l'unico gruppo al mondo che sta studiando il potenziale antibatterico delle nanoparticelle magnetiche di metallo liquido.
Quando esposto a un campo magnetico di bassa intensità, queste goccioline di dimensioni nanometriche cambiano forma e sviluppano bordi taglienti.
Quando le goccioline vengono poste a contatto con un biofilm batterico, i loro movimenti e i loro bordi nano-affilati distruggono il biofilm e rompono fisicamente le cellule batteriche.
Nel nuovo studio, il team ha testato l'efficacia della tecnologia contro due tipi di biofilm batterici (Gram-positivi e Gram-negativi).
Dopo 90 minuti di esposizione alle nanoparticelle di metallo liquido, entrambi i biofilm sono stati distrutti e il 99 percento dei batteri era morto. È importante sottolineare che i test di laboratorio hanno mostrato che le goccioline che distruggono i batteri non hanno influenzato le cellule umane.
Il dottor Vi Khanh Truong, borsista post-dottorato, ha affermato che la tecnologia versatile potrebbe un giorno essere utilizzata in una serie di modi per trattare le infezioni.
"Potrebbe essere usato come rivestimento spray per impianti, per renderli potentemente antibatterici e ridurre gli alti tassi di infezione per procedure come la sostituzione dell'anca e del ginocchio, " disse Truong, attualmente alla North Carolina State University con una borsa di studio Fulbright per approfondire la ricerca.
"C'è anche il potenziale per trasformarlo in un trattamento iniettabile che potrebbe essere utilizzato nel sito di infezione".
La fase successiva della ricerca, la verifica dell'efficacia della tecnologia negli studi preclinici sugli animali, è già in corso, con il team che spera di passare agli studi clinici sull'uomo nei prossimi anni.
Guidato da Truong, Elbourne e il dottor James Chapman, il team multidisciplinare sta anche pianificando di espandere la tecnologia oltre il trattamento antibatterico, esplorando come potrebbe essere utilizzato per:
