Il gallio (Ga3+) è già utilizzato in medicina (nome commerciale Ganite®) a scopo diagnostico e terapeutico in alcune patologie ed è in fase di sperimentazione clinica, con somministrazione per via endovenosa, in pazienti FC. In questo progetto i ricercatori intendono studiare le proprietà antibatteriche del gallio, basate sulla sua somiglianza strutturale con il ferro (Fe3+). I batteri hanno bisogno di ferro per il loro metabolismo e, in presenza di gallio, incorporano erroneamente lo ione Ga3+ al posto di Fe3+, rimanendo così uccisi. Nel precedente progetto FFC#21/2015, di cui questo è una estensione, gli autori hanno messo a punto nuovi composti a base di Ga3+ combinato con particelle trasportatrici e li hanno utilizzati per realizzare formulazioni a base di polveri secche adatte all’inalazione. Ora procederanno valutando l’efficacia dei composti contro un pannello di batteri patogeni tipici delle infezioni polmonari FC. Inoltre, analizzeranno la loro tossicità in sistemi cellulari (cellule epiteliali bronchiali con doppia mutazione F508del) e in modelli animali (ratti trattati con somministrazione intratracheale di Ga3+). La terapia con composti di gallio per inalazione può rappresentare un approccio antimicrobico innovativo utile per fronteggiare l’aumento dell’antibioticoresistenza dei batteri patogeni FC.
Iron uptake is a vital process for all living cells, including CF pathogens, hence it represents a vulnerable target for novel antibacterials. Ga(III) has the ability to inhibit bacterial growth by disrupting iron metabolism, acting as iron mimetic. Two clinical trials are in progress to test the efficacy of Ga(III) in CF patients. Preliminary results of FFC#21/2015 project showed that the antibacterial activity of Ga(III) can be potentiated by suitable ligands having a structure similar to iron carrying molecules (siderophore); moreover, P. aeruginosa CF isolates were shown to be more susceptible to Ga(III), compared with laboratory strains or strains from systemic infections. The main goals of this one-year extension project are i) to comparatively evaluate the antibacterial activity of Ga(III) complexes/formulations against major CF pathogens; ii) to investigate the toxicology and pharmacokinetics of the Ga(III) complexes/formulations; iii) to improve the synthesis of Ga(III) carriers derived from pyochelin (PCH) siderophore structure. The final objective is to identify new Ga(III) formulations endowed with more potent antibacterial properties, high bioavailability, low toxicity and suited for aerosol administration, hopefully, ready for clinical testing.
