Un nuovo test rapido ed economico mostra come le combinazioni di antibiotici uccidono i batteri

Gli scienziati dell'Università di Uppsala affermano di aver sviluppato una nuova tecnica per determinare l'efficacia di due antibiotici combinati nell'arresto della crescita batterica. Il nuovo metodo è semplice da utilizzare per i laboratori e può fornire maggiori possibilità di personalizzazione del trattamento delle infezioni batteriche, secondo i ricercatori il cui studio "CombiANT: test di interazione antibiotica reso facile" appare su PLOS Biology.

Le combinazioni di agenti antimicrobici sono invariabilmente prescritte per alcune malattie infettive, come la tubercolosi, l'HIV e la malaria. Anche le infezioni batteriche che non sono facilmente curabili, come quelle che interessano le valvole cardiache e le protesi e le infezioni polmonari nella fibrosi cistica, sono solitamente sottoposte a una combinazione di antibiotici.

La conclusione è che il sinergismo è più efficace di quanto in realtà ci si sarebbe potuto aspettare, sulla base dell'efficacia dei singoli agenti. Al contrario, il fenomeno opposto, cioè, due antibiotici che si neutralizzano a vicenda non sono desiderabili. Tuttavia, sapere quale sarà l'effetto combinato non è sempre facile.

Con il nuovo metodo noto come CombiANT (combinazioni di antibiotici), le interazioni tra vari antibiotici possono essere testate su piastre di agar e risultati ottenuti in 24 ore, osserva l'autore principale dello studio, Nikos Fatsis-Kavalopoulos, che ha sviluppato il metodo a Uppsala Università.

L'approccio si basa sulla creazione di un gradiente di concentrazione di antibiotici che sono stati gettati in una piastra di agar, utilizzando un disco di plastica stampato in 3D. Sulla piastra di agar, i batteri che sono stati isolati da un singolo paziente vengono quindi coltivati ​​per vedere come reagiscono a diverse combinazioni di antibiotici.

Nel loro studio, i ricercatori hanno studiato i batteri E. coli isolati dalle infezioni del tratto urinario. Diverse colture di E. coli hanno dimostrato di non reagire allo stesso modo a specifiche combinazioni di antibiotici. Una combinazione di antibiotici che ha avuto effetti sinergici sulla maggior parte delle colture ha provocato antagonismo in alcune, con il risultato che il trattamento per quest'ultimo gruppo è stato inferiore.

"Le terapie antibiotiche di combinazione sono importanti per il trattamento efficiente di molti tipi di infezioni, comprese quelle causate da agenti patogeni resistenti agli antibiotici. Le strategie di trattamento di combinazione sono tipicamente utilizzate partendo dal presupposto che le sinergie siano conservate tra specie e ceppi, anche se i risultati recenti mostrano che il l'effetto del trattamento combinato è determinato da specifiche interazioni farmaco-ceppo che possono variare ampiamente e in modo imprevedibile, sia tra le specie batteriche che all'interno di esse ", scrivono i ricercatori.

"Per affrontare questo problema, presentiamo un nuovo metodo in cui la sinergia antibiotica viene rapidamente quantificata caso per caso, consentendo una migliore terapia di combinazione. La nuova metodologia CombiANT consiste in un inserto di piastra di agar stampato in 3D che produce paesaggi di diffusione definiti di 3 antibiotici, consentendo la quantificazione della sinergia tra tutte e 3 le coppie di antibiotici con un singolo test. L'analisi automatica delle immagini produce indici di concentrazione inibitoria frazionaria (FICis) con elevata accuratezza e precisione. "

"Una convalida tecnica con 3 principali patogeni, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus, ha mostrato prestazioni equivalenti alla metodologia a scacchiera, con il vantaggio di una complessità del dosaggio fortemente ridotta e dei costi per CombiANT. Uno screening sinergico di 10 combinazioni di antibiotici per 12 E. isolati clinici di infezione del tratto urinario da coli (UTI) illustrano la necessità di raffinate strategie di trattamento di combinazione ".

"Ad esempio, le combinazioni di trimetoprim (TMP) + nitrofurantoina (NIT) e TMP + mecillinam (MEC) hanno mostrato sinergia, ma solo per alcuni singoli isolati, mentre le combinazioni MEC + NIT hanno mostrato interazioni antagonistiche tra tutti i ceppi testati".

"Questi dati suggeriscono che la metodologia CombiANT potrebbe consentire test di sinergia clinica personalizzata e screening su larga scala. Prevediamo che CombiANT faciliterà notevolmente la ricerca clinica e di base sulla sinergia antibiotica".

"Questo risultato può essere di grande importanza clinica. Di conseguenza, invece di presumere che le interazioni sinergiche e antagonistiche siano uguali per tutti gli isolati batterici, testiamo individualmente ogni isolato prelevato da un paziente infetto", afferma Dan I. Andersson, PhD, professore di medicina batteriologia presso l'Università di Uppsala, che è il principale responsabile dello studio.