Compartive study of antimicrobial propeties of gold nanoparticles

Nella continua battaglia contro le infezioni batteriche, i medici si affidano a uno strumento potente: gli antibiotici. Questi medicinali sono progettati per impedire ai batteri nocivi di moltiplicarsi o per ucciderli direttamente, permettendo al corpo umano di guarire. Tuttavia, i batteri sono intelligenti e adattabili; nel tempo, molti hanno imparato a resistere a questi farmaci, rendendo di nuovo pericolose infezioni un tempo trattabili. Quando i medicinali standard falliscono, gli scienziati cercano nuovi modi per combattere, rivolgendosi spesso al mondo microscopico per trarne ispirazione. Un tale ambito di interesse sono le nanoparticelle d'oro. Queste sono minuscole particelle d'oro, così piccole che centinaia di esse potrebbero stare nella larghezza di un singolo capello umano. Sebbene le nanoparticelle d'oro siano note per le loro proprietà antimicrobiche e per la capacità di stimolare la risposta immunitaria, i ricercatori stanno ora indagando se questi granelli microscopici possano attaccare direttamente i batteri da soli, o se studi futuri con AuNP funzionalizzate possano aiutare nella prevenzione della resistenza antimicrobica.

Un team di ricercatori della Karnataka State Open University in India si è posto l'obiettivo di testare questa idea contro un tipo specifico e ostinato di batterio chiamato Klebsiella pneumonia. Questo batterio è una causa comune di gravi infezioni, incluse quelle riscontrate in ferite profonde. Per trovare la risposta, gli scienziati hanno prelevato campioni da un paziente affetto da una grave infezione nota come gangrena di Fournier. Hanno fatto crescere il batterio in un ambiente di laboratorio su piastre nutritive speciali per garantire di lavorare con una coltura pura. Una volta che i batteri erano pronti, il team ha preparato un test che imita il modo in cui i medici controllano se un medicinale funziona. Hanno distribuito i batteri uniformemente su una superficie gelatinosa e hanno praticato piccoli pozzetti, o buchi, in essa. In questi buchi, hanno inserito diverse sostanze per vedere quale di esse avrebbe impedito la crescita dei batteri nell'area circostante.

Il test includeva tre sostanze specifiche e un controllo. Due pozzetti hanno ricevuto diversi lotti di nanoparticelle d'oro, provenienti da diverse aziende farmaceutiche. Un terzo pozzetto ha ricevuto una combinazione antibiotica standard e potente, nota come amoxicillina e clavulanato di potassio. Il quarto pozzetto è stato lasciato vuoto con solo un liquido vettore, fungendo da controllo per garantire che qualsiasi risultato fosse dovuto alle sostanze stesse e non al liquido in cui si trovavano. Le piastre sono state poi lasciate in un ambiente caldo per due giorni, permettendo ai batteri di crescere e alle sostanze di interagire con essi. Gli scienziati hanno misurato i cerchi chiari che si formavano attorno ai pozzetti, noti come zone di inibizione. Un cerchio chiaro più grande significa che la sostanza era più efficace nell'arrestare la crescita batterica.

Dopo ventiquattro ore, i risultati erano chiari. L'antibiotico ha creato una zona chiara significativamente più grande rispetto a entrambi i campioni di nanoparticelle d'oro, mentre il pozzetto vuoto non ha mostrato alcun effetto. La differenza è diventata ancora più evidente dopo quarantotto ore. L'antibiotico ha prodotto una zona chiara di 23 millimetri di diametro. In confronto, il primo lotto di nanoparticelle d'oro ha creato una zona di 18 millimetri, mentre il secondo lotto è riuscito a ottenere solo 15 millimetri. Il pozzetto vuoto è rimasto invariato, con i batteri che crescevano fino al suo bordo. Queste misurazioni mostrano che, sebbene le nanoparticelle d'oro avessero una certa capacità di rallentare i batteri, non erano efficaci quanto il trattamento antibiotico standard in questo specifico test.

I ricercatori hanno osservato che i risultati presentavano determinate limitazioni. L'oro è un metallo pesante che non si dissolve facilmente in acqua, il che rende difficile prepararlo in forma liquida per questo tipo di test. A causa di ciò, il modo in cui le nanoparticelle si muovono attraverso la superficie gelatinosa dell'agar non è completamente compreso, e i metodi standard utilizzati per testare gli antibiotici potrebbero non essere perfettamente adatti a misurare la potenza delle nanoparticelle d'oro. Lo studio conclude che, in queste specifiche condizioni, l'attività antimicrobica delle nanoparticelle d'oro contro questo particolare batterio era minima rispetto all'antibiotico. Gli autori suggeriscono che il lavoro futuro potrebbe dover concentrarsi sulla modifica della superficie di queste particelle d'oro per renderle più efficaci, piuttosto che fare affidamento sulla sola materia prima. Per ora, i dati indicano che, sebbene le nanoparticelle d'oro siano promettenti, non sono ancora un sostituto delle terapie antibiotiche consolidate per il trattamento di questo tipo di infezione.