Le ferite infette croniche sono spesso molto problematiche per i pazienti diabetici. Però, un team di ricercatori cinesi ha ora sviluppato un approccio mirato alla guarigione delle ferite che si avvale della nanomedicina, e la loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista Angewandte Chemie . I ricercatori sono stati in grado di disattivare i batteri che infettano la ferita utilizzando una soluzione di nanocapsule che alterano l'ambiente della ferita e liberano specie reattive dell'ossigeno.

Le ferite croniche nei pazienti diabetici sono un luogo ideale per la crescita dei batteri. L'ambiente ricco di glucosio consente ai batteri di formare biofilm, rendendo molto difficile per gli antibiotici arrivare dove sono necessari. Inoltre, i pazienti con diabete hanno spesso un sistema immunitario indebolito. In questi casi, la terapia chemiodinamica offre un approccio promettente. Le specie reattive dell'ossigeno generate in situ indeboliscono e danneggiano le cellule batteriche, facendoli morire.

Un catalizzatore è responsabile della produzione di queste specie reattive dell'ossigeno. Scinde il perossido di idrogeno nell'ambiente immediato delle cellule batteriche, preferibilmente direttamente sulla o nella loro parete cellulare. Le nanoparticelle di platino sono particolarmente adatte come catalizzatore per questo ruolo. Queste nano perle hanno aptameri attaccati:brevi catene di DNA che si legano ai batteri. Queste particelle catalizzatrici, i nanoenzimi, funzionano in modo simile agli enzimi, da qui il loro nome. Il nanozima si attacca ai batteri e rilascia radicali di ossigeno nella cellula, purché sia ​​presente anche il perossido di idrogeno per produrre i radicali in primo luogo.

Il problema principale è che il catalizzatore può solo abbattere il perossido di idrogeno in un ambiente acido (cioè, a pH basso). Però, la maggior parte delle ferite diabetiche sono alcaline. Per consentire al sistema nanozimatico di essere ancora efficace in queste condizioni, Ronghua Yang della Changsha University of Science and Technology di Changsha (Cina), e colleghi, immerso nella loro borsa di trucchi biochimici e ha fatto uso dell'ambiente ricco di glucosio delle ferite diabetiche.

L'enzima microbico glucosio ossidasi, già noto nella diagnostica medica e nell'industria alimentare, utilizza l'ossigeno per convertire il glucosio in acido gluconico, formando perossido di idrogeno e una soluzione acida. Yang e il team hanno attaccato la glucosio ossidasi ai nanozimi, poi ha incorporato l'intero sistema in un guscio protettivo di acido ialuronico.

Il guscio non solo ha permesso alle particelle di nanozimi di crescere di circa cinque volte fino a 0,1 micrometri (circa un decimo delle dimensioni di un batterio), le ha inoltre mantenute stabili ed inalterate in soluzione per più di 30 giorni. Il guscio di acido ialuronico serviva a un altro scopo:i batteri producono enzimi che decompongono l'acido ialuronico, il che significa che i batteri essenzialmente scatenano gli strumenti della loro stessa fine.

La soluzione di nanocapsule è stata testata su colture batteriche di Staphylococcus aureus, e ha ucciso i batteri in poche ore. Il team ha quindi trattato le ferite infette croniche nei topi diabetici, e i risultati furono decisivi:in condizioni identiche, solo le ferite trattate con la soluzione di nanocapsule sono guarite completamente e rapidamente.

Gli autori hanno sottolineato che il metodo non richiedeva la sintesi di nuovi materiali; piuttosto, hanno "risolto i limiti fisiologici sui nanozimi regolando il microambiente locale". Hanno anche suggerito che modifiche di questo tipo sarebbero adatte ad altri sistemi di nanozimi.