Antibiotici pulsati nella malattia di Lyme

Antibiotici pulsati nella malattia di Lyme

Nel seguito parlo principalmente di studi in vitro, per cui userò le definizioni di base sulla coltura tipo di B. burgdorferi, già introdotti in questo breve post, e la figura seguente (figura 1).

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Figura 1. Coltura di Borrelia burgdorferi. Fase di crescita (Log phase) e fase stazionaria (Stationary phase).

Ceftriaxone pulsato

Coltura batterica di 5 giorni. Questo tipo di coltura, che dunque è nella tarda fase di crescita, esposta a quattro cicli di ceftriaxone, di quattro giorni ciscuno, distanziati da un giorno di pausa (con lavaggio della coltura stessa) viene completamente liberata di ogni esemplare di Borrelia (vedi figura 2). Tale risultato è stato ottenuto dalla università di Northeastern (Sharma B et al. 2015) ed è stato poi confermato dai ricercatori della John Hopkins (Feng J et al. 2016). Questa fase della coltura comprende spirochete in mitosi (facili da uccidere) e forme persistenti, sia con fenotipo a spirocheta che con fenotipo a corpo rotondo (più difficili da uccidere). Ma non contempla microcolonie di batteri, congiunti da una matrice di polimeri (biofilm), le quali costituiscono lo “zoccolo duro” di ogni coltura di Borrelia.

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Figura 2. Ceftriaxone pulsato. Studio in vitro. Da (Sharma B et al. 2015).

Coltura batterica di 10 giorni. Questo tipo di coltura è in piena fase stazionaria, e comprende sia forme persistenti isolate (plantoniche) che raggruppate in microcolonie (biofilm). In questo caso 4 cicli di ceftiaxone – distanziati di un giorno l’uno dall’altro – riescono ad eliminare ogni battere isolato, ma non le microcolonie. Da queste micocolonie, dopo 21 giorni, si moltiplicano nuovi individui che ripopolano la coltura (Feng J et al. 2016).

Negli esseri umani. A mia conoscenza non esistono studi in cui si sia verificata l’efficacia di dosi pulsate di ceftriaxone negli esseri umani, o anche solo nel modello animale. Sappiamo però che cicli ripetuti di ceftriaxone hanno un effetto benefico sulla fatica, in persone con sintomi cronici della malattia di Lyme. Questo dato è emerso in due grandi studi, con gruppo di controllo, quindi si può ritenere affidabile (Krupp, 2003), (Fallon, 2008). In questo caso si tratta di cicli di almeno un mese (da 4 a 10 settimane) distanziati anche di anni. Joseph Burrascano, consiglia la somministrazione di ceftriaxone in vena, 4 grammi al giorno, 4 giorni a settimana (Burrascano J, 2008). Tuttavia questa posologia non è il frutto di studi formali, ed è difficile capire che fondamento abbia.

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Figura 3. Amoxicillina pulsata. Coltura di 5 giorni (tarda Log phase). Da (Sharma B et al. 2015).

Amoxicillina pulsata

Coltura batterica di 5 giorni. In questo tipo di coltura l’amoxicillina pulsata è efficace quasi quanto il ceftriaxone, sempre con la stessa pulsazione, si intende (vedi figura 3).Tale risultato è stato ottenuto dalla università di Northeastern (Sharma B et al. 2015). Non ci sono altri studi per l’amoxicillina pulsata.

Cefuroxima pulsata

Coltura batterica di 10 giorni. Stesso effetto del ceftriaxone pulsato su una analoga coltura batterica. Uccide tutti i batteri (persistenti e non) che non siano parte di una microcolonia (biofilm) (Feng J et al. 2016).

Daptomicina e doxiciclina pulsate

Coltura batterica di 10 giorni. Questi due farmaci hanno una efficacia inferiore al ceftiaxone e alla cefuroxima, se pulsati in 4 cicli di 4 giorni, con intervallo di un giorno (Feng J et al. 2016).

Conclusioni

Il ceftriaxone, la cefuroxima e la amoxicillina sono ugualmente efficaci nell’eliminare i batteri peristenti – in coltura batterica – se somministrati in 4 cicli di 4 giorni ciascuno, con intervalli di un giorno (figure 2 e 3). Non sono tuttavia efficaci contro le microcolonie cementate da polimeri (biofilm) (Sharma B et al. 2015), (Feng J et al. 2016). Doxiciclina e daptomicina non sono altrettanto efficaci, a parità di posologia (Feng J et al. 2016). Per quanto riguarda l’uso negli esseri umani, due grandi studi hanno dimostrato che cicli ripetuti di ceftriaxone hanno un effetto benefico sulla fatica, in persone con sintomi cronici della malattia di Lyme (Krupp, 2003), (Fallon, 2008). Joseph Burrascano, consiglia la somministrazione di ceftriaxone in vena, 4 grammi al giorno, 4 giorni a settimana (Burrascano J, 2008). Tuttavia questa posologia non è il frutto di studi formali, ed è difficile capire che fondamento abbia.

Coltura di B. burgdorferi e persistenza

Coltura di B. burgdorferi e persistenza

Introduzione

Il fenomeno della persistenza batterica è noto sin dal 1944, quando Joseph Bigger osservò che le colture di streptococco esposte alla penicillina, ospitavano una piccolissima percetuale di batteri sopravvissuti, caratterizzati dalle seguenti tre proprietà:

  1. un metabolismo rallentato, con bassissima velocità di replicazione;
  2. la capacità di replicarsi di nuovo, se posti in condizioni ottimali (terreno di coltura adguato, assenza di antibiotici);
  3. conservata suscettibilità agli agenti antimicrobici (Bigger WB. 1944).

La terza proprietà – in particolare – distingue i batteri persistenti da quelli resistenti, i quali sono caratterizzati da una invulnerabilità su base genetica nei confronti dgli agenti antimicrobici. Da Bigger in poi, il fenomeno della persistenza è stato descritto in molte specie batteriche, compresa Borrelia burgdorferi, sebbene il meccanismo alla sua base rimanga misterioso (Lewis K. 2000), (Zhang Y. 2014). Le forme persistenti di Borrelia burgdorferi sono state chiamate in causa come possibile origine di alcuni casi di post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS).

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Figura 1. La fase di crescita dura 5-6 giorni. Quindi il numero di esemplari nella colonia diventa costante. Da (Feng J et al. 2014).

Fase di crescita e fase stazionaria

Gli studi di cui sopra utilizzano colture di B. burgdorferi (ceppo B31) cresciuta su terreno di Barbour-Stoner-Kelly (BSK), in incubatore microaerofilo, a 33°C e 5% di CO2. In questo tipo di coltura i batteri vanno incontro a due fasi successive di crescita (vedi figura 1):

  1. Log phase (fase di crescita), dura 5 giorni ed è un periodo in cui i batteri aumentano rapidamente di numero, per mitosi. In questa fase le forme persistenti costituiscono solo una piccola percentuale della colonia.
  2. Stationary phase (fase stazionaria), dal 5-6° giorno in poi i batteri rallentano il metabolismo, e il numero di individui della colonia si mantiene stabile. In questa fase aumenta il numero di batteri con fenotipo persistente. Si cominciano a formare anche microcolonie di batteri in contatto fra di loro, in alcuni casi tenuti insieme da una rete di polimeri (biofilm).

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Stevia rebaudiana efficace nelle forme persistenti di B. burgdorferi (in vitro)

Stevia rebaudiana efficace nelle forme persistenti di B. burgdorferi (in vitro)

Introduzione

Il fenomeno della persistenza batterica è noto sin dal 1944, quando Joseph Bigger osservò che le colture di streptococco esposte alla penicillina, ospitavano una piccolissima percetuale di batteri sopravvissuti, caratterizzati dalle seguenti tre proprietà:

  1. un metabolismo rallentato, con bassissima velocità di replicazione;
  2. la capacità di replicarsi di nuovo, se posti in condizioni ottimali (terreno di coltura adguato, assenza di antibiotici);
  3. conservata suscettibilità agli agenti antimicrobici (Bigger WB. 1944).

La terza proprietà – in particolare – distingue i batteri persistenti da quelli resistenti, i quali sono caratterizzati da una invulnerabilità su base genetica nei confronti dgli agenti antimicrobici. Da Bigger in poi, il fenomeno della persistenza è stato descritto in molte specie batteriche, compresa Borrelia burgdorferi, sebbene il meccanismo alla sua base rimanga in parte misterioso (Lewis K. 2000), (Zhang Y. 2014). Le forme persistenti di Borrelia burgdorferi sono state chiamate in causa come possibile origine di alcuni casi di post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS). Diversi studi sono attualmente in corso per identificare un farmaco (o una combinazione di sostanze) in grado di uccidre – in vitro – le forme persistenti di Borrelia burgdorferi. Fino ad oggi i trattamenti efficaci in vitro sono:

  1. la combinazione doxiciclina-cefoperazone-daptomicina (Feng J et al. 2015);
  2. amoxicillina e ceftiaxone somministrati a cicli (Sharma B et al. 2015);
  3. disulfiram (Pothineni V et al. 2016);
  4. desloratadina (Wagh D et al. 2015);
  5. estratto di foglia intera di Stevia rebaudiana (Theophilus PAS et al. 2015).

Per un commento e approfondimenti sui primi 4 trattamenti si veda questo post. Nel seguito invece commento lo studio sull’estratto di Stevia.

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Figura 1. Fasi di cescita di una coltura di B. burgdorferi (ceppo B31) su terreno BKS. Da (Feng J et al. 2014), con modifiche.

Fase di crescita e fase stazionaria

Lo studio ha utilizzato colture di B. burgdorferi (ceppo B31) cresciuta su terreno di Barbour-Stoner-Kelly (BSK). In questo tipo di coltura i batteri vanno incontro a due fasi successive di crescita (vedi figura 1):

  1. Log phase (fase di crescita), dura 5 giorni ed è un periodo in cui i batteri aumentano rapidamente di numero, per mitosi. In questa fase le forme persistenti costituiscono solo una piccola percentuale della colonia.
  2. Stationary phase (fase stazionaria), dal 5-6° giorno in poi i batteri rallentano il metabolismo, e il numero di individui della colonia si mantiene stabile. In questa fase aumenta il numero di batteri con fenotipo persistente. Si cominciano a formare anche microcolonie di batteri in contatto fra di loro, in alcuni casi tenuti insieme da una rete di polimeri (biofilm).

Il gruppo di Theophilus e colleghi, della università di New Heaven, ha testato un particolare estratto di foglia intera di Stevia (detto Stevia A) su colture di 5 giorni e su colture di 8 giorni, insieme ad altri farmaci (ovvero doxiciclina, cefoperaxone, daptomicina, combinazione doxiciclina/cefoperaxone/daptomicina), con i risultati che riporto nel seguito (riassunti in figura 2).

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Figura 2. Diversi farmaci sono testati in vitro su colture di B. burgdorferi.
  1. Doxyciclina. Elimina il 99% di batteri della Log phase, ma non ha nessun effetto sui batteri della fase stazionaria (figura 2, DoxC).
  2. Cefoperazone. Elimina il 99% di batteri della Log phase, e solo il 18% di quelli della fase stazionaria (figura 2, CefP).
  3. Daptomicina. Poco attiva sula fase di crescita (riduzione del 23%). Ancora meno efficace nella fase stazionaria, con una riduzione del 16% (figura 2, DapM).
  4. DoxC/CefP/DapM. Elimina tutti i batteri della fase di cescita e l’86% di quelli della fase stazionaria (figura 2, DoxC+CefP+DapM).
  5. Stevia A. Elimina tutti i batteri sia nella fase di crescita che in quella stazionaria (figura 2, Stevia A).

In base a questo esperimento dunque, l’estratto di foglia intera di stevia sarebbe anche più efficace della combinazione DoxC+CefP+DapM, la quale costituisce il frutto di un lungo studio di selezione e di ricerca su nuove terapie per la malattia di Lyme, effettuato dai ricercatori della John Hopkins University (Feng J et al. 2014), (Feng J et al. 2015), (Feng J et al. 2015), (Feng J et al. 2016).

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Figura 3. Quello che resta della fase stazionaria trattata, coltivato su terreno fresco.

I sopravvissuti

I ricercatori della università di New Heaven comunque non si sono fermati qui nelle loro analisi. Il passo successivo è stato infatti quello di trasferire ciò che restava delle colonie trattate all’ottavo giorno, su un terreno di coltura fresco, per vedere se i batteri sopravvissuti fossero in grado di ripopolare la coltura, e in che misura (figura 3). Si vede che la ricrescita più importante si ha con la doxiciclina e la daptomicina.

Conclusione

Secondo lo studio qui discusso, l’estratto di foglia intera di Stevia rebaudiana manifesta la migliore attività anti-persistenti, se confrontata con doxiciclina, cefoperaxone, daptimicina, o la combinazione dei tre. Considerando anche la sicurezza di questa sostanza (dimostrata in vari studi, reperibili nell’articolo di Theophilus PAS e colleghi), sembrano auspicabili studi sul modello animale di borreliosi, e sull’uomo. L’estratto usato nella ricerca in questione non è noto, ma sappiamo che si tratta di un estratto alcolico ottenuto con procedimento standard. Non sono note ovviamente neanche le dosi eventualmente da utilizzare in un essere umano, trattandosi di una ricerca in vitro. Altrettanto ignota è la penetrazione di queste sostanze nel sistema nervoso centrale.

PS. Secondo una fonte attendibile (un autore dello studio), l’estratto usato nello studio è questo, e un ipotetico dosaggio da usare sarebbe quello di 10-15 gocce, due volte al giorno.


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