PHILADELPHIA, USA: Date le diverse minacce alla salute globale, l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha intrapreso una serie di sforzi per rafforzare la risposta globale alle infezioni e alla resistenza antifungina. È importante migliorare l’efficacia antifungina nel sito dell’infezione. Gli attuali nanomateriali hanno dimostrato il loro potenziale come agenti antifungini, ma mancano della necessaria efficacia e specificità, con conseguenti tempi di trattamento più lunghi, potenziali effetti inattesi e resistenza ai farmaci.
I ricercatori dell’Università della Pennsylvania hanno ora sviluppato un nuovo modo per eradicare rapidamente e con precisione le infezioni fungine orali utilizzando nanorobot magneticamente controllati.
Il sistema microrobotico utilizzato è il risultato di una collaborazione continua tra la scuola odontoiatrica universitaria e la Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate. Il sistema è costituito da nanoparticelle che possono riprodurre l’azione dello spazzolare, del filo interdentale e sciacquare i denti in un unico passaggio, contribuendo a eliminare efficacemente il biofilm dai denti. In precedenza i ricercatori hanno testato il sistema per applicazioni endodontiche, e i robot sono stati in grado di accedere a superfici del canale radicolare difficili da raggiungere, interrompere il biofilm, recuperare campioni per la diagnosi e persino somministrare farmaci.
In un comunicato stampa dell’università sulla più recente applicazione di questi microrobot, il co-ricercatore Prof. Hyun Michel Koo del Dipartimento di Ortodonzia ha spiegato la logica dello studio: «La Candida forma tenaci biofilm infetti particolarmente difficili da trattare. Le attuali terapie antifungine mancano della potenza e della specificità necessarie per eliminare rapidamente ed efficacemente questi agenti patogeni».
«In questo studio le nanoparticelle sono controllare magneticamente, ciò ci permette di indirizzarle verso l’esatta localizzazione dell’infezione. Usiamo nanoparticelle di ossido di ferro, che hanno un’altra proprietà importante, vale a dire che sono catalitiche» ha spiegato il Dr Edward Steager co-ricercatore dello studio e ricercatore presso la Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate.
In presenza di perossido di idrogeno, queste nanoparticelle catalitiche, conosciute come nanozimi, generano grandi quantità di varie molecole contenenti ossigeno che producono un effetto antimicrobico. I ricercatori hanno scoperto che i nanozimi sviluppano dei legami forti con le cellule fungine, permettendo l’eliminazione mirata dei funghi. Sfruttando queste proprietà, i ricercatori sono stati in grado di eradicare con precisione i funghi entro 10 minuti dirigendo i nanozimi verso il sito d’infezione.
«I nostri gruppi di nanozimi mostrano un’incredibile attrazione alle cellule fungine, in particolare se confrontate con le cellule umane. Questo specifico legame apre la strada a un effetto antifungino potente e concentrato che non intacca altre aree non infette» ha detto il dott. Steager.
Il gruppo di ricerca ritiene che i loro robot basati sui nanozimi abbiano un grande potenziale per il futuro. Il prof. Koo ha commentato: «Abbiamo scoperto un potente strumento nella lotta contro le infezioni fungine patogene ottenendo un significativo passo avanti, ma è solo il primo. Le proprietà magnetiche e catalitiche, combinate con l’inaspettata specificità di legame ai funghi, offrono interessanti opportunità per un meccanismo antifungino automatizzato “bind-and-kill”. Siamo ansiosi di andare più a fondo e liberare tutto il suo potenziale».
Lo studio, intitolato “Nanozyme-based robotics approach for targeting fung fungin infection”, è stato pubblicato il 4 maggio 2023 su Advanced Materials, prima di essere incluso in un numero.
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