Secondo alcune stime, i ceppi batterici resistenti agli antibiotici, i cosiddetti superbatteri, causeranno più morti del cancro entro il 2050.

I ricercatori biomedici e chimici della Colorado State University stanno usando tattiche creative per sovvertire questi superbatteri e i loro meccanismi di invasione. In particolare, stanno escogitando nuovi modi per impedire ai batteri nocivi di formare matrici appiccicose chiamate biofilm e per farlo senza farmaci antibiotici.

Ricercatori del laboratorio di Melissa Reynolds, professore associato di chimica e della Scuola di Ingegneria Biomedica, hanno creato un nuovo materiale che inibisce la formazione di biofilm del superbatterio virulento Pseudomonas aeruginosa . Il loro materiale, descritto in Materiali funzionali avanzati , potrebbe costituire la base per un nuovo tipo di superficie antibatterica che previene le infezioni e riduce la nostra dipendenza dagli antibiotici.

Bella Neufeld, il primo autore e dottorando che ha guidato la ricerca, ha spiegato che la sua passione per trovare nuovi modi per combattere i superbatteri è motivata da quanto siano adattivi e impenetrabili, soprattutto quando sono autorizzati a formare biofilm.

"I biofilm sono cattivi una volta formati, e incredibilmente difficile da eliminare, "Ha detto Neufeld.

Molte persone immaginano batteri e altri microrganismi nel loro aspetto più amichevole, stato fluttuante - come il plancton che nuota in una capsula di Petri del liceo. Ma quando i batteri sono in grado di attaccarsi a una superficie e formare un biofilm, diventano più forti e più resistenti ai farmaci normali.

In un classico esempio, i pazienti con fibrosi cistica sono ammalati da orde di P. aeruginosa batteri che formano un film appiccicoso sulle cellule endoteliali dei polmoni dei pazienti. Una volta che quei batteri si attaccano, le droghe non li uccideranno.

O, una ferita può essere infettata da un biofilm batterico, rendendo più difficile la guarigione di quella ferita.

Il gruppo di ricerca di Reynolds realizza dispositivi e materiali biocompatibili che resistono alle infezioni e non vengono rifiutati dall'organismo. In questo lavoro più recente, hanno progettato un materiale con proprietà intrinseche che impediscono in primo luogo la formazione di un film batterico.

Nel laboratorio, hanno dimostrato una riduzione dell'85% in P. aeruginosa adesione del biofilm. Hanno condotto studi approfonditi che mostrano la riutilizzabilità del loro film. Ciò ha indicato che le sue proprietà antibatteriche sono guidate da qualcosa di inerente al materiale, quindi la sua efficacia non svanirebbe in un ambiente clinico.

Hanno usato un materiale con cui hanno lavorato prima per altre applicazioni antimicrobiche, una struttura metallo-organica a base di rame stabile in acqua. Hanno incorporato la struttura metallo-organica di rame all'interno di una matrice di chitosano, un materiale derivato dalla chitina polisaccaride, che costituisce ali di insetto e gusci di gamberetti. Il chitosano è già ampiamente utilizzato come medicazione per ferite e agente emostatico.

Neufeld afferma che il nuovo biomateriale potrebbe creare nuove strade per le superfici antibatteriche. Per esempio, il materiale potrebbe essere utilizzato per una medicazione della ferita che, invece di garza, sarebbe fatto della matrice chitosano.

La ricerca ha combinato l'esperienza nella sintesi dei materiali e nei test biologici. Co-autori con Neufeld e Reynolds erano gli studenti laureati della CSU Megan Neufeld (nessuna relazione) e Alec Lutzke; e la studentessa universitaria della Lawrence University Sarah Schweickart.