Una nuova combinazione di metalli liquidi si sta profilando come una potenziale arma segreta nella lotta globale contro la resistenza antimicrobica, che sta già rendendo alcuni farmaci antibiotici impotenti contro i "superbatteri".
Scienziati statunitensi e australiani guidati dalla Flinders University hanno sviluppato un semplice trattamento di rivestimento metallico per bende, dispositivi medici e persino nanoparticelle di farmaci in grado di resistere e uccidere i batteri.
I ricercatori del Laboratorio di nanoingegneria biomedica della Flinders University, dell’Università di Sydney e della North Carolina State University affermano che il nuovo approccio prevede il test di particelle di metallo liquido su scala nanometrica “GaLM” che hanno una migliore biocompatibilità e una bassa citotossicità per le cellule che potrebbero essere applicate come agenti antimicrobici sicuri ed efficaci.
"Il gallio nel suo stato liquido (o 'GaLM') è uno dei candidati più promettenti per l'uso come agente antimicrobico e può essere utilizzato in molti modi come metallo liquido", afferma il dottor Vi Khanh Truong, ricercatore della Flinders University. autore principale di un nuovo articolo su ACS Nano .
"Lo stato liquido del GaLM consente di combinarlo o funzionalizzarlo facilmente con altri componenti per creare varie forme di metalli antimicrobici più efficienti."
"Così come il gallio sembra essere compatibile con le cellule umane in preparazioni e concentrazioni rilevanti per la sua attività antimicrobica, così un giorno potrebbe essere somministrato per via orale o per iniezione endovenosa."
"Le prestazioni antimicrobiche di questo materiale verrebbero attivate anche da stimoli esterni (luce, campi magnetici e calore così come altri), dando vita a nuove soluzioni che possono sovraperformare le nanoparticelle monometalliche antimicrobiche e potrebbero portare alla prossima generazione di soluzioni antimicrobiche e antimicrobiche" agenti infiammatori a base di metalli."
Guidata da esperti internazionali nel settore, tra cui il professor Michael Dickey dagli Stati Uniti, il professor Kourosh Kalantar-Zadeh, laureato del Consiglio di ricerca australiano e il professor Krasimir Vasilev, membro della leadership dell'NHMRC Leadership Flinders University, tutti autori del nuovo articolo di revisione, la ricerca si sta espandendo nei settori a base metallica strategie antimicrobiche nella corsa per combattere le crescenti minacce di resistenza antimicrobica (AMR).
Poiché la resistenza antimicrobica rende incurabili diversi tipi di infezioni batteriche, fungine e virali, con conseguente morbilità e mortalità, la terapia fagica (virus), l’immunoterapia, la tecnologia CRISPR-Cas e la terapia di combinazione antibiotica sono altri approcci di ricerca in corso in tutto il mondo.
Le attuali strategie per il controllo delle infezioni che si basano sugli antibiotici sintetici convenzionali stanno sempre più fallendo e la "cassetta degli attrezzi" per il trattamento si sta rapidamente esaurendo, afferma il nuovo articolo di ACS.
"A peggiorare le cose, la capacità dei batteri di evolversi per resistere agli antibiotici costituisce un disincentivo per le aziende farmaceutiche a perseguire antibiotici target di prossima generazione."
Il dottor Truong, del laboratorio di nanoingegneria biomedica della Flinders University, afferma che ACS Nano lo studio esamina come la combinazione del gallio con altri elementi "espanda il regno dei GaLM con caratteristiche sintonizzabili".
"A differenza delle particelle allo stato solido, le particelle GaLM possono trasformare radicalmente la loro configurazione in risposta a stimoli esterni. È interessante notare che i GaLM allo stato liquido possono trasformare la loro forma attorno e all'interno delle cellule."
"Inoltre, nel loro stato liquido, i GaLM possono dissolvere e sequestrare elementi metallici che possono successivamente essere rilasciati su richiesta tramite stimoli. Ciò è particolarmente utile per migliorare l'efficienza del rilascio dei farmaci."
"Rispetto ai metalli solidi, i GaLM sembrano essere benigni per gli eucarioti (indicando biocompatibilità con i tessuti umani) pur mantenendo una potente attività antimicrobica."
"È importante evidenziare che l'attività antimicrobica dei GaLM, in grandi dimensioni e in nanodimensioni, non è limitata ai procarioti come batteri e cianobatteri", aggiunge.
"Inoltre, i GaLM offrono proprietà antinfiammatorie e abbiamo anche esaminato il ruolo del comportamento di fase e delle interfacce nei GaLM su scala nanometrica sulle proprietà antibatteriche."
Ulteriori informazioni: Vi Khanh Truong et al, Gallium Liquid Metal:Nanotoolbox per applicazioni antimicrobiche, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c06486
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dalla Flinders University
