La maggior parte dei batteri esiste sotto forma di cosiddetti biofilm, strutture organizzate di molti batteri che si attaccano a una superficie. I batteri che entrano nel biofilm cambiano i loro parametri di crescita e la produzione di alcune proteine. Possiamo dire che il biofilm si comporta come un singolo organismo, e non solo come una colonia degli stessi batteri. Questa forma di esistenza è il meccanismo principale per proteggere i batteri da un ambiente esterno sfavorevole. Sotto forma di biofilm, i batteri sono molto più resistenti (fino a 1000 volte) agli antibiotici e ad altri farmaci. Allo stesso tempo, circa l’80% di tutte le infezioni microbiche sono causate da biofilm, quindi la capacità dei batteri di formare tali strutture complica enormemente la lotta contro le malattie infettive.

Nel processo di formazione del biofilm, una parte dei batteri cambia drasticamente il proprio stato fisiologico, formando una sottopopolazione di cellule persistenti. L’antibiotico può distruggere in larga misura il biofilm, ma una volta che il farmaco svanisce, i persistenti lo ricostruiscono rapidamente, causando una recidiva dell’infezione. È così che si formano la maggior parte delle malattie infettive croniche e questo è uno dei principali problemi della medicina moderna. Scienziati della St. Petersburg State University (SPbU) hanno scoperto che l’effetto pericoloso delle cellule persistenti può essere eliminato con l’aiuto di uno speciale complesso di proteine ​​antimicrobiche.

“La scarsa efficacia degli antibiotici contro i batteri che hanno formato un biofilm è una delle sfide della medicina moderna”, ha affermato Sergey Chernysh, uno degli autori dello studio, dell’Università statale di San Pietroburgo. — Il complesso di proteine ​​antimicrobiche ottenute in laboratorio consente agli antibiotici di distruggere efficacemente i biofilm formati dai microrganismi. Inoltre, con diverse classi di antibiotici, questo complesso di proteine ​​​​dà un pronunciato effetto sinergico, che consente persino di ridurre le dosi efficaci di antibiotici. L’effetto si ottiene ripristinando la sensibilità delle cellule persistenti all’azione degli antibiotici.

Un complesso di proteine ​​antimicrobiche viene rilasciato in risposta all’infezione nei mosconi blu dalla testa rossa o mosconi blu (Calliphora vicina). Questo complesso comprende dozzine di diverse proteine ​​di quattro famiglie: defensine, cecropine, diptericine e peptidi ricchi di prolina. Tutti hanno lo scopo di uccidere i batteri. È quasi impossibile creare artificialmente una combinazione così complessa di proteine, quindi gli scienziati l’hanno ottenuta direttamente dall’emolinfa (analoga al sangue) di larve infette di spazzini blu dalla testa rossa. I ricercatori hanno studiato l’effetto dell’azione combinata del complesso e di più di dieci tipi di antibiotici sul biofilm di diversi tipi di batteri. Come risultato di una serie di esperimenti, gli scienziati hanno scoperto che lo sviluppo indebolisce significativamente le cellule persistenti e quindi aiuta l’antibiotico a distruggere il biofilm.

Gli scienziati ritengono che lo studio potrebbe aiutare a migliorare l’efficacia degli antibiotici nel trattamento delle infezioni. Inoltre, lo sviluppo aiuterà a creare nuovi farmaci per il trattamento di infezioni precedentemente impossibili da curare con metodi standard.

“Il biofilm formato nella ferita è garantito per complicare il processo di guarigione”, ha aggiunto il ricercatore. “Più dell’80% di tutti i casi di ulcere croniche e ferite che non guariscono sono causati da queste comunità microbiche organizzate in modo complesso. I dati ottenuti aprono prospettive per migliorare l’efficacia dell’attuale arsenale di antibiotici, molti dei quali erano considerati inefficaci contro le infezioni da biofilm.