Secondo l’università di Hubei (Cina), rivestire gli impianti in titanio con batteri lattici farebbe guarire le fratture ossee più velocemente.
Le fratture ossee
In medicina, sono definite interruzioni nella continuità dell’osso e vengono classificate secondo vari criteri. Fatta eccezione per specifiche condizioni patologiche, sono il risultato di un trauma, più o meno intenso e di varia natura. Indipendentemente dall’origine, le fratture ossee sono dolorose, temporaneamente invalidanti e hanno tempi di guarigione lunghi. Inoltre, nei casi più gravi, può essere necessario ricorrere all’intervento chirurgico. Di solito, l’operazione prevede l’impianto di placche metalliche, che guidano la saldatura in direzione corretta, rimanendo poi inglobate nell’osso. Tuttavia, secondo Lei Tan dell’università di Hubei-Wuhan, l’uso di impianti rivestiti di batteri potrebbe accelerare la guarigione e anche prevenire le infezioni post-operatorie.
I rischi dell’intervento chirurgico
L’inserimento di un elemento esterno comporta un rischio: il rigetto. Infatti, il sistema immunitario potrebbe reagire provocando un’infezione, la cui intensità e natura sono variabili. Simili complicazioni interessano soprattutto le persone anziane, nelle quali peraltro l’incidenza di fratture ossee è più alta a causa dell’osteoporosi. Inoltre, la degenza post-operatoria richiede lunghi periodi di totale riposo, spesso a letto, che aumentano le probabilità di sviluppare malattie cardiovascolari. Infatti, diversi studi confermano l’aumento di mortalità negli anziani dopo traumi, soprattutto se le fratture riguardano gli arti inferiori. Per prevenire il rischio di infezione, si somministrano antibiotici, ma non sempre è sufficiente e non risolve il problema del movimento.
L’uso dei batteri in medicina: pro e contro
I benefici dei trattamenti microbici in medicina sono noti già da tempo e largamente impiegati in molti campi. Ad esempio, alcune specie batteriche (Salmonella, Escherichia e Listeria), se geneticamente modificate, sono efficaci nel sopprimere la crescita tumorale. Invece, i probiotici regolano il microbiota intestinale e, infatti, sono somministrati per infiammazioni del tratto intestinale. Conosciuti ai più come “i batteri dello yogurt”, il batterio Lactobacillus casei ha potenzialità ben superiori al risolvere problemi intestinali. Infatti, è efficace contro le forme batteriche più aggressive, quale lo Staphylococcus aureus (MRSA). Nonostante i vantaggi delle terapie batteriche, esiste il problema della tossicità off-target, ovvero non legata al meccanismo d’azione del farmaco.
Un’idea, un’ipotesi innovativa
Le pareti cellulari dei batteri probiotici contengono alcune componenti (peptidoglicano e l’acido lipoteicoico), che hanno un ruolo attivo nella risposta immunitaria. L’inserimento di un corpo esterno genera una fisiologica risposta infiammatoria, durante la quale l’attività dei macrofagi modula l’equilibrio tra infiammazione e rigenerazione. È stato osservato che i macrofagi sono stimolati dalle componenti delle pareti cellulari a produrre fattori osteogenici, che accelerano l’integrazione osseo-placca metallica. Partendo da questa evidenza, Lei Tan ha ipotizzato che i biofilm di L. casei potrebbero stimolare i macrofagi a secernere fattori osteogenici e, di conseguenza, migliorare la differenziazione delle cellule staminali mesenchimali (MSC), necessarie per la saldatura delle fratture ossee.
L’esperimento sui topi
Il gruppo di ricerca ha modificato la superficie degli impianti in titanio, stimolando la crescita di biofilm di L. casei. In seguito, la colonia batterica è stata trattata con alcali per uccidere il corpo batterico, ma lasciarne efficiente il principio attivo. Infatti, i probiotici vivi devono essere somministrati esclusivamente per via orale, a causa del rischio di batteriemia o sepsi, se introdotti nel flusso sanguigno. Per testare l’ipotesi, i ricercatori hanno trapiantato sulle tibie rotte di tre ratti impianti in titanio trattato, mentre altri tre esemplari hanno ricevuto placche standard.
I risultati
Dopo quattro settimane, il tessuto osseo nei ratti con biofilm era aumentato del 27% rispetto ai controlli, che avevano registrato un aumento del solo 16%. Per quanto concerne il rischio di infezioni, i ricercatori avevano appositamente rivestito gli impianti con batteri MRSA. Dopo 12 ore, il 99,9% dei patogeni era morto sulle placche trattate con L. casei. Quanto osservato fa ben sperare per ulteriori esperimenti, che possano in futuro confermare queste prime evidenze. La strada sino alla sperimentazione sull’uomo è lunga, tuttavia le basi di partenza sono ottime.
Prospettive future
Come afferma M. Wook Chang della National University of Singapore “I batteri svolgono un ruolo importante nel microbioma intestinale, ma ci sono prove crescenti dei loro benefici anche al di fuori dell’intestino”. Ad oggi, utilizzare probiotici inattivati non ingegnerizzati e introdurre batteri vivi nel sangue potrebbero aprire nuove strade alla ricerca. In particolare, la traslazione di questo metodo per le fratture ossee ad altri contesti clinici sarebbe un grande passo in avanti per l’immunoterapia di altre malattie.
Le fratture ossee tra realtà e fantascienza
La scoperta del fattore di guarigione ci renderebbe tutti protagonisti di un film Marvel, ma è ancora pura fantascienza. Tuttavia, la ricerca clinica continua la sua soddisfacente ascesa nel campo della rigenerazione cellulare. Ad oggi, migliorare la qualità di vita dei pazienti e ridurre i tempi di guarigione sono gli obiettivi più realistici. Insomma, dai supermercati alle sale operatorie, il Lactobacillus casei può ironicamente godersi il suo momento di gloria dopo anni di mera pubblicità contro la pigrizia intestinale.
Carolina Salomoni