15 Ottobre 2021

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I batteri – grazie a diversi meccanismi come gli adattamenti mutazionali, le alterazioni dell’espressione genica e l’elevata capacità di acquisire materiale genetico – sono in grado di sviluppare resistenza agli antibiotici e, di conseguenza, un recente lavoro ha evidenziato un aumento del carico di infezioni antibiotico-resistenti nei paesi dell’UE dal 2007.

Studi recenti hanno sottolineato il ruolo dell’odontoiatria nel contribuire alla resistenza agli antibiotici e hanno sollevato il problema che più dell’80% delle prescrizioni di antibiotici non erano necessarie. L’utilizzo di dispositivi luminosi, come LED o LASER, rappresenta un valido strumento per l’abbattimento della carica batterica. In studi precedenti abbiamo dimostrato la capacità della luce LED di promuovere una significativa riduzione di Enterococcus faecalis e di Pseudomonas aeruginosa, sia planctonici che biofilm.

La luce visibile, attivando una specifica molecola target per quella lunghezza d’onda, è in grado di stimolare un processo fotochimico, che culmina con la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), con effetti citotossici e stimoli apoptotici e autofagici, particolarmente importanti in oncologia e microbiologia. I bersagli fotosensibili possono essere molecole endogene già contenute nelle cellule o sostanze esogene introdotte specificatamente nelle lesioni, come nella terapia fotodinamica. Tra le molecole esogene, un precursore della sostanza naturale fotosensibile, la protoporfirina IX (PpIX), è l'acido aminolevulinico.

L'utilizzo del precursore, rispetto all'aggiunta diretta della protoporfirina IX, permette un migliore assorbimento delle molecole intracellulari, di conseguenza l'irradiazione favorisce uno stimolo citotossico più marcato. Tutte le cellule sane dell’organismo possono adsorbire e disattivare ala, ma le reazioni enzimatiche coinvolte sono spesso deficitarie nei tessuti tumorali e nelle cellule batteriche, quindi il PpIX vi si accumula in maggior quantità e permane per maggior tempo, consentendo un'eliminazione selettiva e specifica di queste cellule a seguito dell’attivazione tramite la luce LED o LASER. L’irraggiamento LED consente di ottenere risultati sovrapponibili a quelli del LASER, ma riducendo sostanzialmente il costo dell’acquisto dello strumentario e quindi anche i costi per i pazienti.

La protoporfirina IX (PpIX) ha cinque picchi di lunghezza d'onda di assorbimento, ma, in ambito odontoiatrico, è consigliato utilizzare la luce rossa a 630 nm, poiché riesce a penetrare più in profondità rispetto alle altre lunghezze d’onda: 410 nm, 510 nm, 545 nm, 580 nm. La letteratura pregressa ci mostra come l’associazione fra l’acido 5-aminolevulinico e luce rossa (sia LED che LASER) presenta un elevato effetto antibatterico contro i batteri gram-positivi. Tuttavia, l’efficacia nei confronti dei batteri gram-negativi, i principali imputati nella comparsa delle malattie odontoiatriche, quali parodontite e peri-implantite, è controversa per la scarsa capacità di ala di attraversare le barriere biologiche.

Recentemente, abbiamo testato, in vitro, un nuovo composto contenente acido 5-aminolevulinico. Un’ora di incubazione con questo gel, seguita da 7 minuti di irraggiamento con LED rosso, ha permesso di ridurre del 99,9% diverse specie batteriche, sia gram positive che negative, nella forma planktonica. Questi risultati rappresentano certamente una speranza per quanto riguarda la ricerca di alternative all’utilizzo di antibiotici; tuttavia, ulteriori studi in vitro e in vivo sono necessari affinché ne venga avvalorata l’affidabilità antibatterica nelle diverse condizioni cliniche.