Escherichia coli uropatogeno (UPEC), è il batterio più frequentemente isolato dalle infezioni del tratto urinario (ITU) che rappresentano ad oggi un importante problema di Sanità Pubblica. Gli UPEC, a lungo considerati dei patogeni strettamente extracellulari, sono in grado di invadere le cellule epiteliali del tratto genito-urinario formando delle grandi inclusioni intracitoplasmatiche, simili a biofilm, dette comunità batteriche intracellulari o IBCs che sono spesso causa del fallimento delle terapie convenzionali, con conseguente aumento del fenomeno dell'antibiotico-resistenza. Tra gli antibiotici aminoglicosidici la gentamicina (GM) mostra un'attività battericida concentrazione-dipendente e un effetto post-antibiotico prolungato contro un ampio spettro di batteri inclusi UPEC. A causa della sua natura polare, però, il tasso di assorbimento orale e la penetrazione tissutale sono scarsi oltre al fatto che risulta esclusa dalla maggior parte delle cellule. Al fine di migliorarne le caratteristiche terapeutiche, l'uso della nanotecnologia ha ricevuto particolare attenzione. Diversi studi hanno dimostrato che vari sistemi di nanocarriers possono essere utilizzati per migliorare il trasporto e l'assorbimento di diversi antibiotici. In questo progetto saranno messi a punto e caratterizzati sistemi di veicolaggio della GM, quali le nanoemulsioni acqua in olio. L'attività antimicrobica, l'ingresso ed il rilascio dell'antibiotico saranno valutati in cellule vescicali infettate con Escherichia coli uropatogeni intracellulari e persistenti.
Le infezioni del tratto urinario (ITU) rappresentano un capitolo importante nell'ambito della Medicina Generale, collocandosi tra le principali cause di morbilità, di visite ambulatoriali e di costi sanitari. Appare dunque evidente che l'ottimizzazione delle strategie di antibiotico-terapia per il trattamento di tale stato patologico rappresenta una priorità. Escherichia coli uropatogeni sono i principali responsabili delle ITU il cui trattamento può richiedere delle lunghe terapie antibiotiche. La diffusione di microorganismi antibiotico-resistenti rappresenta un fenomeno emergente e preoccupante, sia in ambito Nazionale che Internazionale.
La gentamicina (GM), con un noto ampio spettro di attività antibatterica, mostra un effetto post-antibiotico, un'attività dipendente dalla concentrazione ed è molto economico. Tuttavia, come è noto, la bioattività della GM è ostacolata dalla sua scarsa penetrazione nelle cellule e, inoltre, le molecole assorbite si accumulano principalmente nei lisosomi, dove la sua attività è bassa. In aggiunta, la somministrazione orale di gentamicina non è efficace, quindi sono solitamente necessarie dosi elevate e ripetute per somministrazione parenterale, che inducono effetti collaterali sistemici come nefrotossicità e ototossicità.
Al fine di migliorarne le caratteristiche terapeutiche, l'uso della nanotecnologia ha ricevuto particolare attenzione; questa è emersa come un approccio promettente per potenziare l'attività di agenti antimicrobici convenzionali e per il trattamento di infezioni intracellulari permettendo il rilascio del farmaco all'interno delle cellule infette.
Le nanoemulsioni (NE) olio in acqua sono state proposte per numerose applicazioni in ambito farmaceutico come sistemi di somministrazione di sostanze con lo scopo di solubilizzare composti attivi non polari e consentirne il trasporto al sito desiderato. La possibilità di modulare le dimensioni è particolarmente utile per ottenere i vettori adatti alla specifica applicazione. Un ulteriore vantaggio delle NE consiste nel poter utilizzare oli naturali caratterizzati da un intrinseco effetto farmacologico.
Tra i vari esempi presenti in letteratura, l'utilizzo per via intravaginale di un gel di fitocomposti derivanti dal mirtillo rosso, caricati in NE, è stato suggerito per il trattamento di ITU causate da E. coli.
In questo studio, la messa a punto di nanosistemi con caratteristiche e dimensioni idonee ottimali alla veicolazione della gentamicina potrà condurre ad un miglioramento di queste formulazioni e di conseguenza del loro effetto antimicrobico riducendone i costi, gli effetti collaterali e la tossicità.