Le persone con fibrosi cistica (FC) incorrono in frequenti infezioni polmonari causate principalmente da ceppi (cioè tipi di batteri) di Pseudomonas aeruginosa (Pa) multi-resistenti agli antibiotici. Il fallimento terapeutico nel trattamento di tali infezioni ha evidenziato la forte necessità di sviluppare composti antibatterici alternativi efficaci. Una strategia potenzialmente efficace per combattere le infezioni batteriche consiste nel privare i batteri di nutrienti essenziali, come per esempio il ferro, prevenendone così la crescita. Le ricerche condotte in precedenza dai ricercatori e altri gruppi hanno dimostrato che il gallio, Ga(III), inibisce la crescita di Pa perturbando il metabolismo batterico del ferro. Studi clinici condotti in persone con FC con infezione cronica da Pa hanno dimostrato che la somministrazione intravenosa di Ga(III) risulta efficace e non determina l’insorgenza di effetti collaterali.
In questo progetto di ricerca sono state sviluppate formulazioni innovative di Ga(III) che possono essere somministrate per via inalatoria, al fine di prolungare la presenza del farmaco nel polmone e ridurne gli effetti collaterali sistemici.
Le formulazioni inalabili di Ga(III) prodotte hanno mostrato una buona attività antibatterica in vitro nei confronti di una collezione rappresentativa di 50 isolati clinici di Pa. Inoltre, tali formulazioni sono in grado di aumentare la risposta immunitaria dell’ospite incrementando (fino a raddoppiare) la fagocitosi di Pa da parte di macrofagi isolati da persone con FC. Di particolare rilievo sono stati i risultati ottenuti in vivo su un modello di infezione nel topo dove le formulazioni inalabili di Ga(III) si sono mostrate in grado di curare l’infezione causata da Pa. In questo modello, la somministrazione di Ga(III) direttamente nel polmone ha dimostrato una più duratura presenza del Ga(III) nel polmone rispetto alla somministrazione per via endovenosa, in assenza di effetti avversi locali o sistemici. I risultati ottenuti grazie a questo studio preclinico rafforzano l’aspettativa di un futuro impiego delle formulazioni inalabili di Ga(III) nel trattamento dell’infezione polmonare causata da Pa nelle persone con FC.
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Pubblicazioni
- Costabile, Gabriella et al. Boosting lung accumulation of gallium with inhalable nano-embedded microparticles for the treatment of bacterial pneumonia. International journal of pharmaceutics vol. 629 (2022): 122400
- Mitidieri, Emma et al. Intra-tracheal administration increases gallium availability in lung: implications for antibacterial chemotherapy. Pharmacological research vol. 170 (2021): 105698
- Visaggio, Daniela et al. Variable Susceptibility to Gallium Compounds of Major Cystic Fibrosis Pathogens. ACS infectious diseases vol. 8,1 (2022): 78-85