Gli antibiotici sono tra i medicinali più comunemente prescritti, ma il loro utilizzo eccessivo ha portato all'aumento di batteri ad essi resistenti. Poiché questi batteri non rispondono ai farmaci più usati, i medici devono effettuare trattamenti alternativi che prevedono l'utilizzo di farmaci non efficaci quanto quelli di prima scelta. Il Centers for Disease Control ha stimato che circa il 50% degli antibiotici viene prescritto quando non è necessario o viene somministrato nella dose o per la quantità di tempo sbagliata.

Un test rapido per combattere la resistenza agli antibiotici

Per risolvere questo problema, i ricercatori del National Institute of Standards and Technology hanno creato un test che indica rapidamente se un antibiotico è in grado di combattere una determinata infezione. Esso potrebbe accelerare i trattamenti medici e limitare lo sviluppo di batteri resistenti ai farmaci. In particolare, il team ha sviluppato un sensore che determina l’efficacia di un antibiotico attraverso la rilevazione delle fluttuazioni meccaniche delle cellule batteriche e dei cambiamenti indotti dagli antibiotici. Esso vibra diversamente quando le cellule batteriche sulla sua superficie cambiano il loro comportamento. Il sensore fornisce i risultati in meno di un'ora, per cui è molto più veloce dei test tradizionali. Essi, infatti, richiedono che le colonie di batteri siano coltivate per diversi giorni, un arco di tempo abbastanza lungo da permettere alle infezioni di progredire prima di poter trovare dei trattamenti efficaci contro di esse, e ai batteri di sviluppare la resistenza ai farmaci.

L'esperimento del NIST

Il team ha effettuato degli esperimenti esponendo i batteri Escherichia coli a due antibiotici, la polimixina B (PMB) e l'ampicillina. Il sensore ha mostrato che la frequenza del rumore generato dalle cellule è scesa a zero nel giro di 7 minuti dopo l’introduzione della PMB. Lo stesso è accaduto in 15 minuti dalla ricezione dell'ampicillina. Questi dati rispecchiano la normale velocità con cui i farmaci agiscono quando vengono assunti. Dunque, la morte cellulare può essere rilevata attraverso le misurazioni del rumore di frequenza generato dalle cellule.

Applicazioni future del metodo del NIST

Per determinare quanto sia ampiamente utilizzabile la nuova tecnica, saranno necessari ulteriori studi con specie batteriche e antibiotici che funzionano in modi diversi. In generale, il metodo NIST può essere utile nelle impostazioni cliniche perché raccoglie i dati elettronici in modo economico e, dato che rileva grandi colonie batteriche, può essere macroscopico e robusto. Come si evince dai risultati ottenuti dal team, esso è adatto per un rapido test di suscettibilità antimicrobica (chiamato AST) nello sviluppo di farmaci.

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