Biofilm batterici: una sfida nella scoperta di nuovi agenti anti-infettivI

Le infezioni sostenute da biofilm batterici condividono comuni caratteristiche cliniche: si sviluppano preferibilmente su superfici inerti di importanti dispositivi medici (cateteri, valvole cardiache meccaniche, protesi, inneschi, lenti a contatto ecc.), oppure su frammenti di tessuto morto o di osso in necrosi; possono anche formarsi su tessuti vivi come nel caso dell’endocardite da batteri Gram positivi o della polmonite causata da Pseudomonas aeruginosa in soggetti con fibrosi cistica. È stato stimato in un lavoro del 1999 effettuato negli USA, che i biofilm sono associati al 65% delle infezioni nosocomiali e che il trattamento delle infezioni causate da biofilm costa più di un miliardo di dollari ogni anno. La terapia antibiotica risolve i sintomi causati dalle cellule batteriche in sospensione (planctoniche) rilasciate dal biofilm, ma non riesce ad eradicare e uccidere il biofilm che diventa causa di infezione batterica cronica. I biofilm possono agire anche come “focolai” di infezioni acute poichè le cellule batteriche planctoniche sono rilasciate dal biofilm secondo un modello naturale di distacco programmato. La difficoltà nel trattare i soggetti affetti da infezioni batteriche croniche sostenute da biofilm, è dovuta al fatto che gli antibiotici attualmente disponibili sono stati sviluppati per agire contro il fenotipo planctonico della cellula batterica, e gli agenti terapeutici vengono scelti sulla base della loro efficacia contro le cellule planctoniche del microrganismo patogeno, ma è stato dimostrato che in realtà i batteri patogeni spesso si presentano sotto forma di biofilm. Per questo motivo le terapie antibiotiche comuni hanno efficacia limitata nel risolvere le infezioni sostenute da biofilm. È ormai chiaro che le cellule batteriche che costituiscono il biofilm esprimono proprietà distinte dalle cellule planctoniche, una delle quali è una aumentata resistenza agli agenti antimicrobici. Infatti quando le cellule batteriche fanno parte di un biofilm possono diventare dieci, mille volte più resistenti agli effetti degli agenti antimicrobici. C’è un urgente bisogno di sviluppare nuovi agenti in grado di combattere i patogeni sotto forma di biofilm e nel nostro progetto di ricerca intendiamo utilizzare varie strategie: a) sintesi chimica e valutazione dell’attività biologica di composti anologhi di un lead-compound, da noi recentemente descritto che ha mostrato una buona attività su biofilm di stafilococci b) valutazione dell’attività antibiofilm di sostanze naturali c) veicolazione attraverso sistemi nanoparticellari di antibiotici noti allo scopo di migliorarne l’attività sui biofilm.