Nella battaglia evolutiva sempre crescente con i batteri resistenti ai farmaci, gli umani potrebbero presto avere una marcia in più grazie all'adattamento, nanoterapia attivata dalla luce sviluppata dai ricercatori dell'Università del Colorado Boulder.

Batteri resistenti agli antibiotici come Salmonella, E. Coli e Stafilococco infettare circa 2 milioni di persone e ucciderne almeno 23, 000 persone negli Stati Uniti ogni anno. Gli sforzi per contrastare questi cosiddetti "superbatteri" sono costantemente falliti a causa della capacità dei batteri di adattarsi rapidamente e sviluppare l'immunità ai comuni antibiotici come la penicillina.

Nuova ricerca da CU-Boulder, però, suggerisce che la soluzione a questo grande problema globale potrebbe essere pensare in piccolo, molto piccolo.

Nei risultati pubblicati oggi sulla rivista Materiali della natura , i ricercatori del Dipartimento di ingegneria chimica e biologica e del BioFrontiers Institute descrivono nuove nanoparticelle terapeutiche attivate dalla luce note come "punti quantici". I punti, che sono circa 20, 000 volte più piccoli di un capello umano e assomigliano ai minuscoli semiconduttori utilizzati nell'elettronica di consumo, ha ucciso con successo il 92 percento delle cellule batteriche resistenti ai farmaci in una coltura coltivata in laboratorio.

"Riducendo questi semiconduttori alla nanoscala, siamo in grado di creare interazioni altamente specifiche all'interno dell'ambiente cellulare che prendono di mira solo l'infezione, " disse Prashant Nagpal, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica presso CU-Boulder e autore senior dello studio.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che le nanoparticelle metalliche, create da oro e argento, tra gli altri metalli, può essere efficace nel combattere le infezioni resistenti agli antibiotici, ma può anche danneggiare indiscriminatamente le cellule circostanti.

I punti quantici, però, possono essere adattati a particolari infezioni grazie alle loro proprietà fotoattivanti. I punti rimangono inattivi nell'oscurità, ma possono essere attivati ​​a comando esponendoli alla luce, consentendo ai ricercatori di modificare la lunghezza d'onda per alterare e uccidere le cellule infette.

"Mentre possiamo sempre contare su questi superbatteri per adattarsi e combattere la terapia, possiamo adattare rapidamente questi punti quantici per elaborare una nuova terapia e quindi reagire più velocemente in questa corsa evolutiva, " disse Nagpal.

La specificità di questa innovazione può aiutare a ridurre o eliminare i potenziali effetti collaterali di altri metodi di trattamento, oltre a fornire un percorso in avanti per lo sviluppo futuro e le sperimentazioni cliniche.

"Gli antibiotici non sono solo un trattamento di base per le infezioni batteriche, ma anche l'HIV e il cancro, " disse Anushree Chatterjee, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica presso CU-Boulder e autore senior dello studio. "Il fallimento nello sviluppo di trattamenti efficaci per i ceppi resistenti ai farmaci non è un'opzione, ed è questo che questa tecnologia si avvicina alla soluzione".

Nagpal e Chatterjee sono i co-fondatori di PRAAN Biosciences, Inc., un masso, Una startup con sede in Colorado che può sequenziare i profili genetici usando solo una singola molecola, tecnologia che può aiutare nella diagnosi e nel trattamento dei ceppi di superbatteri. Gli autori hanno depositato un brevetto sulla nuova tecnologia dei punti quantici.