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Trattamento delle malattie infettive con l’aiuto di peptidi antimicrobici

Alla luce dell’incremento della resistenza agli antibiotici, il progetto FORMAMP ha sperimentato sistemi di somministrazione e peptidi antimicrobici (AMP) basati sulla nanotecnologia, per fornire nuovi strumenti nella lotta contro le malattie infettive.
Trattamento delle malattie infettive con l’aiuto di peptidi antimicrobici
È stato calcolato che l’aumento della resistenza microbica è responsabile di circa 25 000 decessi all’anno, che costano 1,5 miliardi di euro, in tutta l’UE. Nella ricerca di nuove terapie contro le malattie infettive, i peptidi antimicrobici appaiono come promettenti candidati, poiché sembrano indurre una minore resistenza.

Il progetto FORMAMP, finanziato dall’UE, è stato istituito per esplorare il modo in cui le formulazioni di nanotecnologia e le strategie di distribuzione locale potrebbero migliorare la stabilità e l’efficienza degli AMP quando applicati direttamente a livello di ferite e ustioni della cute, nonché in corso di infezioni polmonari.

Il progetto ha anche sviluppato un tipo di nanomateriale completamente nuovo, oltre a generare un nuovo approccio per il trattamento della tubercolosi con promettenti strategie per la degradazione del biofilm.

Sviluppo di formulazioni intelligenti e strategie di somministrazione

I peptidi antimicrobici sono un gruppo di molecole che funzionano nell’ambito del sistema immunitario innato nella maggior parte degli organismi. Poiché agiscono rapidamente contro i microrganismi invasori e operano con meccanismi non specifici, i batteri fanno fatica a sviluppare resistenza nei loro confronti. Nonostante siano estremamente promettenti per una nuova generazione di trattamenti terapeutici, pochi AMP sono stati oggetto di sperimentazioni cliniche, a causa della loro sensibilità alla decomposizione e degli alti costi di produzione.

Il gruppo di ricerca FORMAMP ha valutato varie combinazioni di AMP e nanocarrier per l’effetto antibatterico contro diversi tipi di ceppi (compresi ceppi multi-resistenti). I nanocarrier esaminati comprendevano nanocapsule lipidiche, sistemi di auto-assemblaggio dei lipidi, microgel, dendrimeri e nanoparticelle di silice mesoporosa. Il gruppo è anche riuscito a sviluppare un tipo di sistema di trasporto completamente nuovo, con domanda di brevetto in corso.

Riepilogando i risultati dei nanocarrier, il coordinatore del progetto, la dott.ssa Lovisa Ringstad, afferma: «I sistemi a base di lipidi hanno avuto maggior successo nella somministrazione topica. Le particelle di silice mesoporosa, invece, hanno dimostrato un notevole successo nella somministrazione polmonare. I sistemi basati su polimeri sono stati utilizzati sia per l’applicazione polmonare che per quella topica. Per la degradazione del biofilm dei batteri, è stato dimostrato che un tipo di nanocarrier a base di lipidi agisce sinergicamente con gli AMP, il che è molto promettente».

Per quanto riguarda i sistemi di somministrazione dei farmaci, è stato dimostrato che una formulazione di gel termosensibile è la più promettente per la somministrazione topica, mentre per la somministrazione polmonare sono state sviluppate polveri inalabili che hanno dimostrato una distribuzione ottimale all’interno dei polmoni.

Sono state condotte costanti caratterizzazioni biofisiche per comprendere le interazioni tra AMP e nanocarrier, nonché con l’ambiente circostante. La modellizzazione di cellule e tessuti (in vitro ed ex vivo) è stata utilizzata per studiare l’effetto dei peptidi e allo stadio finale sono stati utilizzati modelli di topo e ratto (in vivo) per valutare gli effetti. È stata inoltre studiata la tossicità delle formulazioni.

Novità negli strumenti per il trattamento

Numerosi risultati concreti del progetto stanno già contribuendo a nuovi trattamenti. Ad esempio, una delle PMI del consorzio ha firmato un accordo di licenza per l’ulteriore sviluppo di un peptide per il trattamento delle infezioni della pelle e dei tessuti molli. Inoltre, sono state sviluppate strategie per degradare i biofilm associati a diverse infezioni gravi quali la fibrosi cistica e le ustioni.

FORMAMP ha anche portato allo sviluppo di una promettente formulazione per il trattamento della tubercolosi. Come spiega la dott.ssa Ringstad, «Sono previsti ulteriori sviluppi per questo trattamento, in cui sono necessarie ulteriori verifiche in organismi viventi e una comprensione più dettagliata del meccanismo preciso. Inoltre, dobbiamo mettere a punto la nostra formulazione, che richiede ulteriori sviluppi di produzione e controllo di qualità».

Le nanoformulazioni FORMAMP possono anche essere sviluppate ulteriormente per servire da piattaforma per altre applicazioni che somministrano farmaci biologici come nuove terapie con minori effetti collaterali per una serie di malattie.

Come afferma la dott.ssa Ringstad: «La combinazione di questi nuovi trattamenti, una maggiore consapevolezza dell’opinione pubblica sulla resistenza antimicrobica, strumenti diagnostici e azioni preventive contro la diffusione di ceppi multi-resistenti, dovrebbero avvicinarci a un futuro in cui la resistenza può essere davvero ridotta».

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