Curenții electrici imperceptibili ar putea reduce infecțiile cutanate: un tratament fără medicamente

Un studiu recent a demonstrat cum poate fi controlată dezvoltarea patogenilor oportuniști, cum este bacteria Staphylococcus epidermidis, folosind un dispozitiv bioelectronic inovator, fără a implica antibiotice. Cercetătorii au descoperit că această bacterie, care trăiește în mod normal pe piele, devine „excitabilă” atunci când este expusă la stimuli electrici într-un mediu acid. Această „excitabilitate selectivă” permite controlul creșterii bacteriene și prevenirea formării de biofilme, ceea ce ar putea reduce dependența de antibiotice și efectele adverse asociate acestora.

Mecanismul și importanța excitabilității selective

Cercetătorii au folosit un dispozitiv care generează stimuli electrici de intensitate redusă, suficient de sigură și imperceptibilă pentru oameni. Studiul a arătat că, la un pH acid specific (aproximativ 5), S. epidermidis devine receptivă la stimulii electrici, ceea ce cauzează modificări reversibile ale potențialului membranei și acidificarea citoplasmei. În absența unui mediu acid, această excitabilitate nu apare, iar bacteria rămâne insensibilă la stimulare. Această particularitate, numită „excitabilitate selectivă”, permite o abordare mai precisă, care evită distrugerea totală a bacteriei, permițând astfel o manipulare fină a comportamentului bacterian.

Avantaje față de tratamentele antibiotice

Controlul bioelectronic oferă câteva avantaje majore în comparație cu tratamentele antibiotice. Antibioticele pot cauza numeroase efecte secundare, iar expunerea frecventă contribuie la rezistența antimicrobiană, o problemă gravă la nivel global. În schimb, metodele bioelectronice permit o terapie localizată și personalizabilă, minimizând riscurile și reducând necesitatea utilizării antibioticelor. Cercetătorii au demonstrat că utilizarea de stimuli electrici periodici poate reduce formarea de biofilme cu până la 99%, fără să fie necesar niciun antibiotic.

Aplicații clinice și viitoare direcții de cercetare

Pentru a testa eficacitatea tratamentului bioelectronic, echipa a dezvoltat un dispozitiv electroceutic numit BLAST (bioelectronic localized antimicrobial stimulation therapy) care menține pH-ul acid al pielii și aplică stimuli electrici pentru a suprima colonizarea S. epidermidis pe un model de piele porcină, similară cu pielea umană. Rezultatele au arătat o reducere semnificativă a coloniilor bacteriene și a biofilmului, confirmând potențialul acestei abordări pentru prevenirea infecțiilor. Dispozitivul ar putea fi aplicat în special pentru a preveni infecțiile pe suprafețe medicale, cum ar fi cateterele și implanturile.

Cercetătorii susțin că studii suplimentare ar putea dezvălui mecanismele moleculare prin care canalele ionice bacteriene reacționează la stimuli electrici și ar putea duce la dezvoltarea de dispozitive mai eficiente și economice pentru aplicarea pe piele. Descoperirea excitabilității selective la bacterii rezidente deschide noi oportunități pentru controlul fiziologiei microbiene fără medicamente, oferind o alternativă promițătoare și mai sigură pentru tratamentele antimicrobiene tradiționale.

sursa: Science Daily