Batteri buoni per ferite cattive

Millimetro dopo millimetro, il nuovo tessuto si fa strada attraverso la ferita fino a chiudere nuovamente la lesione cutanea. Ben presto, nel migliore dei casi, di un graffio al ginocchio, di un taglio al dito o di una vescica da ustione non rimane più nulla. Non è così, invece, per le ferite croniche: Se la ferita non si è chiusa dopo quattro settimane, si tratta di un disturbo della guarigione della ferita. A volte un danno tissutale apparentemente innocuo può trasformarsi in un problema di salute permanente, persino in un avvelenamento del sangue. Il trattamento è particolarmente difficile perché i germi si insediano in queste ferite croniche e sanno come proteggersi perfettamente. Questi batteri formano un biofilm, un composto ostinato di vari agenti patogeni. Per proteggersi, producono uno strato di muco con cui si attaccano alle superfici. Gli antibiotici o i disinfettanti raggiungono i loro limiti perché non riescono a raggiungere i germi pericolosi.

Un team dell'Empa e del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston sta sviluppando una medicazione per ferite che utilizza batteri probiotici "buoni" per combattere gli abitanti del biofilm. I ricercatori hanno recentemente pubblicato un proof of concept sulla rivista "Microbes and Infection".

Il team guidato dai ricercatori Empa Qun Ren e Zhihao Li del laboratorio "Biointerfaces" di San Gallo ha utilizzato batteri lattici vivi per la nuova medicazione. Questi lattobacilli probiotici comprendono anche alcuni buoni conoscenti dell'uomo: Come organismi benefici, ad esempio, sono presenti nella flora intestinale sana e svolgono un ruolo importante nella produzione di alimenti come lo yogurt e il formaggio. "I lattobacilli sono biocompatibili e creano un ambiente acido attraverso la produzione di acido lattico", spiega il medico Zhihao Li, che ha contribuito al progetto come scienziato ospite dell'Empa. Questo dovrebbe spingere il valore del pH alcalino, sfavorevole nelle ferite croniche, nella giusta direzione, cioè verso l'acido. "Nei nostri esperimenti di laboratorio, i batteri sono stati in grado di produrre un pH fortemente acido di 4 nel terreno di coltura", afferma il responsabile del team Qun Ren. Grazie alla produzione di acido lattico, in condizioni di laboratorio è stato possibile attirare anche le cellule desiderabili che contribuiscono alla guarigione delle ferite.

Insetti benefici in associazione

Infine, gli organismi benefici sono stati integrati in una medicazione che protegge le ferite croniche da ulteriori infezioni. Ciò ha permesso ai lattobacilli vivi di produrre acido lattico in un ambiente protetto. Come desiderato, la medicazione rilascia il prodotto acido nell'ambiente in modo controllato e costante. Nei test di laboratorio, il materiale con batteri lattici integrati è stato in grado di distruggere completamente un tipico biofilm di agenti patogeni in un piatto di coltura. La domanda ora era: gli organismi benefici superano anche il test con la pelle umana?

I ricercatori hanno creato ferite artificiali lunghe due millimetri in piccoli campioni di tessuto e hanno lasciato crescere un biofilm con il germe della ferita Pseudomonas aeruginosa. In questo modello tridimensionale di ferita cutanea umana, la medicazione probiotica doveva dimostrare la sua validità. In effetti, la medicazione biologica ha ridotto il numero di germi del 99,999%. Inoltre, i ricercatori hanno potuto dimostrare che i probiotici sono ben tollerati dalle cellule della pelle umana e allo stesso tempo innescano la produzione di sostanze messaggere del sistema immunitario. Dopo questa "prova di concetto", ulteriori analisi sul meccanismo d'azione dovrebbero aiutare a sfruttare il potenziale degli organismi benefici del mondo batterico come materiale "vivo" per la guarigione delle ferite.