Studi sull'interazione sinergica di liquidi ionici e colistina su batteri Gram-negativi

I liquidi ionici sono sali composti da un catione asimmetrico e un anione organico oppure inorganico. Sono i composti più investigati degli ultimi due decenni per le loro caratteristiche chimico-fisiche peculiari e la loro versatilità (tunability). Questa è definita come la possibilità di sfruttare le loro proprietà per svolgere una funzione specifica scegliendo il catione e l’anione che li costituiscono. Grazie a queste loro proprietà trovano applicazioni in molti ambiti delle scienze applicate tra cui quelle mediche. I liquidi ionici interagiscono con le membrane cellulari, alcuni liquidi ionici presentano un’attività antitumorale per la loro tossicità selettiva nei confronti di alcune linee cellulari tumorali. La loro citotossicità varia notevolmente in base alla struttura chimica in particolare dipende dalla lunghezza della catena laterale alchilica, dalla presenza di nuclei piridinici e imidazolici. Alcuni liquidi ionici possono essere utilizzati come agenti antimicrobici, per uso topico come antisettici e/o disinfettanti, anche per la loro capacità di inibire la crescita dei biofilm batterico coinvolto nella patogenesi delle infezioni ospedaliere. Queste vengono contratte nei reparti di terapia intensiva, presentano una morbilità elevata, e comportano un costo non indifferente per il sistema sanitario. I soggetti più suscettibili presentano un sistema immunitario compromesso e spesso sono sostenute da microorganismi che presentano resistenze multiple ai chemioterapici (MDR). La diffusione di ceppi resistenti agli antibiotici rappresenta un problema per la salute pubblica. Le specie comunemente associate all’antibiotico resistenza vengono definite con l’acronimo ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Enterobacter spp.). La mancanza di nuovi chemioterapici efficaci nei confronti dei batteri MDR, ha portato a rivalutare antibiotici come la colistina o polimixina E, un antibiotico polipeptidico scoperto nel 1945 accantonato in passato a causa di effetti collaterali importanti come elevata neurotossicità e nefrotossicità. In tempi più recenti la colistina è stata rivalutata per la sua efficacia nei confronti dei batteri MDR come antibiotico battericida, il cui meccanismo d’azione si basa sull’interazione elettrostatica con il lipide A del LPS di membrana dei batteri Gram-negativi che porta a destabilizzazione della membrana con formazione di discontinuità che causano la lisi batterica. Uno studio recente ha evidenziato che alcuni liquidi ionici come 1-butil-3-metil-imidazolio tetrafluoro borato e la polimixina E possono agire in modo sinergico. Questo studio ha suggerito la possibile applicazione dei liquidi ionici come agenti antibatterici in associazione ad antibiotici che agiscono sulle membrane batteriche come le polimixine. Il presente lavoro di tesi è stato condotto con una collaborazione tra il gruppo della Dott.ssa D’Andrea (Dipartimento di Farmacia, Università di Pisa) e quello della Prof.ssa Lupetti (Dipartimento di ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia, Università di Pisa) e si basa su studi precedenti che hanno permesso di evidenziare che i liquidi ionici: 1-metil3-dodecil-imidazolio bromuro (IL 1), 1-metil-1-dodecil-pirrolidinio bromuro (IL 2) e 1-metil-1dodecil-piperidinio bromuro (IL 3) presentavano una buona attività antimicrobica e tossicità relativamente bassa. Il presente lavoro di tesi ha avuto scopo quello di valutare la possibile attività sinergica della colistina con i suddetti liquidi ionici (IL 1, IL 2 e IL 3) su batteri Gram-negativi