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Somministrazione di farmaci con nanoparticelle per contrastare la resistenza agli antibiotici

Vige un consenso generale sul fatto che i microrganismi resistenti ai farmaci siano emersi come conseguenza ecologica dell’uso sconsiderato di agenti antimicrobici. Per combattere la resistenza, uno studio europeo ha sviluppato nanoparticelle per una somministrazione più sicura dei farmaci.
Somministrazione di farmaci con nanoparticelle per contrastare la resistenza agli antibiotici
Mycobacterium tuberculosis, l’agente eziologico della tubercolosi, è un agente patogeno intracellulare. Quando si interviene su questi patogeni, il farmaco selezionato deve essere in grado di attraversare la membrana cellulare eucariotica per garantire il successo terapeutico. Tuttavia, non tutti gli antibiotici raggiungono la concentrazione terapeutica intracellulare, con conseguente resistenza agli antibiotici e sottolineando la necessità di migliorare i sistemi di distribuzione dei farmaci in grado di penetrare le cellule infette.

Come promettenti veicoli di somministrazione per antibiotici, stanno emergendo i nanocarrier basati su oligosaccaridi ciclici biocompatibili, noti come ciclodestrine (CD). Nell’uomo presentano un’eccellente biocompatibilità, bassa tossicità e assenza di stimolazione immunitaria anche a dosaggi elevati. È importante sottolineare che possono incorporare efficacemente una serie di molecole attive che li proteggono dalla degradazione, aumentando così la biodisponibilità dei farmaci e diminuendo la durata del trattamento.

I nanocarrier CD sono presi particolarmente in considerazione per il trattamento della tubercolosi e delle specie di batteri più frequentemente implicate nelle infezioni ospedaliere. Ponendo l’accento sulla tubercolosi, il progetto CYCLON HIT, finanziato dall’UE, ha mirato a progettare, caratterizzare e valutare l’efficacia dei nanocarrier basati su CD.

Nanoparticelle per il trattamento della tubercolosi

La tubercolosi costituisce un importante problema di salute con milioni di individui infetti in tutto il mondo. Il cattivo uso di farmaci di prima scelta può portare a tubercolosi multifarmaco-resistente, che viene successivamente trattata con chemioterapia o farmaci di seconda scelta quali l’etionamide (ETH). I pazienti, tuttavia, trovano spesso difficile rispettare i regimi di trattamento, che richiedono alte dosi di ETH.

Recenti studi hanno scoperto che alcune molecole “booster” sono in grado di aumentare significativamente l’efficacia dell’ETH, migliorando il trattamento clinico della tubercolosi resistente ai farmaci. «Volevamo studiare la distribuzione simultanea di ETH e molecole booster utilizzando nanoparticelle CD», spiega il coordinatore del progetto, la dott.ssa Ruxandra Gref.

I ricercatori si sono concentrati sulla somministrazione polmonare delle nanoparticelle poiché i polmoni sono il sito principale dell’infezione da Mycobacterium tuberculosis. Questo approccio ha contribuito a ottenere concentrazioni più elevate di farmaco nel sito target e meno effetti collaterali sistemici.

Dopo il trattamento in un modello animale per la tubercolosi, i ricercatori hanno osservato una significativa riduzione del carico micobatterico polmonare. «Considerando che l’attuale regime per la tubercolosi consiste in un cocktail di farmaci, l’approccio CYCLON HIT potrebbe essere impiegato per incapsulare i farmaci sinergici, semplificando notevolmente il trattamento e aumentando la compliance del paziente», continua la dott.ssa Gref.

Una nuova era nella progettazione di antibiotici

La resistenza ai farmaci non prevale solo negli ambienti sanitari a causa della pressione selettiva o dell’abuso di farmaci. La resistenza è in aumento tra i patogeni acquisiti in comunità e anche a causa della continua esposizione agli antibiotici contenuti a basse dosi negli alimenti, ad esempio.

Considerando che i batteri rispondono alla pressione selettiva degli antibiotici mutando continuamente e acquisendo geni di resistenza, sono necessari sforzi di ricerca sostenuti per somministrare in modo ottimizzato farmaci esistenti e ben documentati .

Per raggiungere questo obiettivo, «Il progetto CYCLON HIT ha formato la prossima generazione di ricercatori altamente qualificati per affrontare le complesse problematiche legate alla crescente resistenza agli antibiotici», sottolinea la dott.ssa Gref. Ricercatori in fase iniziale e con esperienza hanno intrapreso una formazione interdisciplinare in chimica, nanotecnologie, microbiologia e studi in vivo.

Il consorzio ha anche organizzato tre workshop, due scuole estive e numerose attività sul territorio. I gruppi di ricerca coinvolti hanno superato i propri obiettivi iniziali organizzando un congresso presso l’Istituto Pasteur di Parigi nel 2015 e un evento di «intermediazione e presentazione» a Orsay nel 2018, riunendo diversi progetti dell’UE. Inoltre, il prof. Thorsteinn Loftsson e la dott.ssa Gref hanno pubblicato un articolo speciale in una rivista di alto impatto nel campo in cui i partner di CYCLON HIT hanno contribuito in modo significativo all’uso delle CD per combattere malattie gravi.

Sfruttando i più recenti progressi nel campo della nanomedicina, i partner di CYCLON HIT prevedono approcci terapeutici alternativi per altri microrganismi resistenti oltre a Mycobacterium tuberculosis. «Nanoparticelle intelligenti in grado di somministrare farmaci presso il sito di infezione con effetti collaterali minimi sono certamente la scelta del futuro», afferma la dott.ssa Gref.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

CYCLON HIT, resistenza agli antibiotici, nanoparticelle, tubercolosi, ciclodestrina (CD), nanocarrier