Nanoparticelle attivate dalla luce, noto anche come punti quantici, può fornire un impulso cruciale in termini di efficacia per i trattamenti antibiotici utilizzati per combattere i superbatteri resistenti ai farmaci come E. coli e Salmonella , nuovi spettacoli di ricerca dell'Università del Colorado Boulder.

Agenti patogeni multiresistenti, che evolvono le loro difese più velocemente di quanto possano essere sviluppati nuovi trattamenti antibiotici per curarli, è costato agli Stati Uniti circa 20 miliardi di dollari in costi sanitari diretti e altri 35 miliardi di dollari in perdita di produttività nel 2013.

ricercatori CU Boulder, però, sono stati in grado di ripotenziare gli antibiotici esistenti per alcune infezioni cliniche isolate introducendo punti quantici nano-ingegnerizzati, che possono essere dispiegati selettivamente e attivati ​​o disattivati ​​utilizzando specifiche lunghezze d'onda della luce.

Invece di attaccare i batteri infettanti in modo convenzionale, i puntini rilasciano superossido, una specie chimica che interferisce con i processi metabolici e cellulari dei batteri, innescando una risposta di lotta che lo rende più suscettibile all'antibiotico originale.

"Abbiamo sviluppato un pugno a eliminazione diretta uno-due, " disse Prashant Nagpal, un assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biologica (CHBE) della CU Boulder e co-autore dello studio. "La naturale reazione di lotta dei batteri [ai puntini] lo rende in realtà più vulnerabile".

Le scoperte, che sono stati pubblicati oggi sulla rivista Progressi scientifici , mostrano che i punti hanno ridotto l'effettiva resistenza agli antibiotici delle infezioni cliniche isolate di un fattore 1, 000 senza produrre effetti collaterali negativi.

"Stiamo pensando più come l'insetto, " disse Anushree Chatterjee, un assistente professore in CHBE e il co-autore principale dello studio. "Questa è una nuova strategia che gioca contro la normale forza dell'infezione e catalizza invece l'antibiotico".

Mentre altri precedenti trattamenti antibiotici si sono dimostrati troppo indiscriminati nel loro attacco, i punti quantici hanno il vantaggio di poter lavorare selettivamente a livello intracellulare. Salmonella , Per esempio, può crescere e riprodursi all'interno delle cellule ospiti. I punti, però, sono abbastanza piccoli da scivolare all'interno e aiutare a eliminare l'infezione dall'interno.

"Questi insetti super resistenti esistono già in questo momento, soprattutto negli ospedali, " disse Nagpal. "Si tratta solo di non contrarli. Ma sono a una mutazione dal diventare infezioni molto più diffuse".

Globale, Chatterjee ha detto, il vantaggio più importante della tecnologia dei punti quantici è che offre ai medici un approccio versatile e adattabile per combattere le infezioni che stanno già mettendo a dura prova i limiti dei trattamenti attuali.

"La malattia funziona molto più velocemente di noi, " ha detto. "Anche la medicina ha bisogno di evolversi".

Andando avanti, i ricercatori immaginano i punti quantici come una sorta di piattaforma tecnologica che può essere ridimensionata e modificata per combattere un'ampia gamma di infezioni e potenzialmente espandersi ad altre applicazioni terapeutiche.