Colonie batteriche stampate in 3D per sconfiggere la fibrosi cistica
Il metodo ideato da Jason Shear della University of Texas aiuterà capire come sconfiggere i batteri resistenti agli antibiotici
Jason Shear, professore di chimica e biochimica della University of Texas, ha messo a punto un metodo per stampare in 3D intere colonie batteriche, dando loro la forma desiderata (cubi, piramidi, coni) proprio come farebbe una stampante 3D “tradizionale” che come materiale di stampa utilizza la plastica. Questo sistema permetterà di studiare più a fondo in che modo il comportamento delle colonie batteriche cambia rispetto a quello dei singoli batteri, e se la forma che assumono contribuisce a questo cambiamento.
L’UNIONE FA LA FORZA
Alcune volte, infatti, quando i batteri si uniscono tra loro formando delle colonie si creano degli strati di materiale batterico molto difficile da rimuovere o attaccare con gli antibiotici: ad esempio ciò accade con la placca batterica, che deve essere rimossa dal dentista o per lo meno da una spazzolata di almeno 3 minuti (o in sei secondi con questo super spazzolino stampato in 3D ). Il sistema ideato da Shear, però, ha un utilizzo ancora più importante: servirà per studiare malattie potenzialmente mortali come la fibrosi cistica e il modo in cui le pellicole batteriche si attaccano, in questo caso specifico, alla superficie polmonare, diventando quasi impossibili da rimuovere completamente. E non è una cosa da poco, visto che si tratta della malattia genetica mortale più comune tra la popolazione caucasica proprio perché innesca un ciclo infezione-cure-infezione che spesso risulta letale prima dei trent’anni.
BATTERI COME FORME GEOMETRICHE
Esattamente, come si stampa in 3D una piramide o un cubo di batteri? Prima di tutto i batteri vengono inseriti in una sostanza gelatinosa, che viene raffreddata per farla solidificare. A questo punto, con dei laser, gli scienziati “ritagliano” delle aree intorno ai gruppi di batteri, fondendo insieme le molecole della gelatina. Quando la gelatina viene scaldata, la maggior parte di essa si scioglie ma all’interno delle forme geometriche ritagliate dai laser i gruppi di batteri restano protetti e proliferano, in una colonia della forma desiderata. Shear e il suo team sono già riusciti a creare sfere di Stafilococco aureo, responsabile per infezioni in varie parti dell’organismo (tra cui la pelle e l’apparato digerente). Hanno poi circondato la sfera con uno strato formato da una colonia di Pseudomonas aeruginosa, un patogeno che si può trovare sugli strumenti medici, e l’hanno esposta all’antibiotico ampicillina. Sotto forma di colonia stampata fino all’80% dei batteri hanno resistito all’antibiotico, contro una percentuale inferiore al 40% senza la struttura creata artificialmente. Non appena i costi per realizzare questo tipo di “stampa 3D batterica” scenderanno a sufficienza, come sta accadendo per i sistemi di stampa 3D commerciale, gli scienziati potranno usare questo metodo per individuare nuovi metodi sempre più efficaci di abbattere e rimuovere colonie batteriche di ogni forma e dimensione.
da panorama.it