latte materno, che consiste in una miscela complessa e in continua evoluzione di proteine, grassi e zuccheri, aiuta a proteggere i bambini dalle infezioni batteriche.

Nel passato, gli scienziati hanno concentrato la loro ricerca sulla fonte delle sue proprietà antibatteriche sulle proteine ​​che contiene. Però, un team interdisciplinare di chimici e medici della Vanderbilt University ha scoperto che alcuni carboidrati nel latte umano non solo possiedono proprietà antibatteriche ma migliorano anche l'efficacia delle proteine ​​antibatteriche presenti.

"Questo è il primo esempio di generalizzato, attività antimicrobica da parte dei carboidrati nel latte umano, ", ha affermato l'assistente professore di chimica Steven Townsend, che ha diretto lo studio. "Una delle proprietà notevoli di questi composti è che sono chiaramente non tossici, a differenza della maggior parte degli antibiotici."

I risultati sono stati presentati il ​​20 agosto alla riunione annuale dell'American Chemical Society a Washington DC dalla dottoranda Dorothy Ackerman e pubblicati sulla rivista ACS Infectious Diseases il 1 giugno in un articolo intitolato, "Gli oligosaccaridi del latte umano mostrano proprietà antimicrobiche e anti-biofilm contro lo streptococco di gruppo B.".

La motivazione di base della ricerca era il crescente problema della resistenza batterica agli antibiotici, che il Centro per il controllo e la prevenzione delle malattie stima cause 23, 000 morti all'anno.

"Abbiamo iniziato a cercare metodi diversi per sconfiggere i batteri infettivi. Per ispirazione, ci siamo rivolti a un batterio in particolare, Streptococco gruppo B. Ci siamo chiesti se il suo ospite comune, donne incinte, produce composti che possono indebolire o uccidere lo streptococco, che è una delle principali cause di infezioni nei neonati in tutto il mondo, " ha detto Townsend.

Invece di cercare proteine ​​nel latte umano con proprietà antimicrobiche, Townsend e i suoi colleghi hanno rivolto la loro attenzione agli zuccheri, che sono molto più difficili da studiare.

"Per la maggior parte del secolo scorso, i biochimici hanno sostenuto che le proteine ​​sono le più importanti e gli zuccheri sono un ripensamento. La maggior parte delle persone ha accettato questo argomento, anche se non ci sono dati per supportarlo, " ha detto Townsend. "Molto meno si sa sulla funzione degli zuccheri e, come chimico esperto di glicoproteine, Volevo esplorare il loro ruolo".

Fare così, i ricercatori hanno raccolto carboidrati del latte umano, detti anche oligosaccaridi, da un numero di diversi campioni di donatori e li ha profilati con una tecnica di spettrometria di massa in grado di identificare migliaia di grandi biomolecole contemporaneamente. Quindi hanno aggiunto i composti alle colture di streptococchi e hanno osservato il risultato al microscopio. Ciò ha dimostrato che non solo alcuni di questi oligosaccaridi uccidono direttamente i batteri, ma alcuni distruggono anche fisicamente i biofilm che i batteri formano per proteggersi.

In uno studio pilota, Il laboratorio di Townsend ha raccolto cinque campioni. Hanno scoperto che gli zuccheri di un campione hanno quasi ucciso un'intera colonia di streptococchi. In un altro campione, gli zuccheri sono risultati moderatamente efficaci mentre i restanti tre campioni hanno mostrato un livello di attività inferiore. In uno studio di follow-up, stanno testando più di due dozzine di campioni aggiuntivi. Finora, due hanno rotto i biofilm batterici e ucciso i batteri, quattro hanno distrutto i biofilm ma non hanno ucciso i batteri e due hanno ucciso i batteri senza abbattere i biofilm.

"I nostri risultati mostrano che questi zuccheri hanno un effetto uno-due, " disse Townsend. "In primo luogo, sensibilizzano i batteri bersaglio e poi li uccidono. I biologhi a volte chiamano questa "letalità sintetica" e c'è una grande spinta per sviluppare nuovi farmaci antimicrobici con questa capacità".

Dosando le colture di streptococco con una miscela di zuccheri del latte e peptidi antimicrobici dalla saliva umana, i ricercatori hanno anche dimostrato che la capacità degli zuccheri di abbattere i biofilm può anche migliorare l'efficacia degli altri agenti antimicrobici contenuti nel latte materno.

Negli studi di follow-up il team ha anche dimostrato che l'attività antimicrobica degli zuccheri del latte si estende a una serie di altri batteri infettivi, compresi due dei sei patogeni "ESKAPE" che sono la principale causa di infezioni ospedaliere in tutto il mondo.

Townsend sta collaborando con i colleghi del Centro di ricerca sulla spettrometria di massa di Vanderbilt per identificare i tipi specifici di molecole di carboidrati responsabili degli effetti antibatterici che hanno scoperto.