Una nuova metodologia di studio della materia oscura batterica ha portato alla scoperta di un potente antibiotico in grado di contrastare super batteri evitando che sviluppino resistenza. Lo studio condotto da una equipe internazionale apre nuove prospettive nella lotta contro l’antibiotico resistenza.
Un nuovo potente antibiotico, isolato da batteri che non potevano essere studiati in precedenza, sembra essere in grado di contrastare batteri nocivi e persino i super batteri multiresistenti. Chiamato Clovibactin, l’antibiotico sviluppato dalla materia oscura di un batterio sembra uccidere i batteri in un modo mai visto prima, rendendo più difficile sviluppare qualsiasi forma di resistenza. Ricercatori dell’Università di Utrecht, dell’Università di Bonn (Germania), del Centro Tedesco per la Ricerca sulle Infezioni (DZIF), dell’Università del Northeastern di Boston (USA) e di una startup di Cambridge (USA) hanno condiviso la scoperta di Clovibactin e il suo meccanismo di azione nella rivista scientifica Cell.
Una risposta all’urgente necessità di nuovi antibiotici
La resistenza agli antimicrobici è un problema importante per la salute umana e i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando nuove soluzioni.
Questa resistenza ai farmaci ha due principali cause: errori durante la copia del DNA che portano alla formazione di batteri non sensibili al farmaco e che vengono passati alle generazioni successive, e l’acquisizione di geni di resistenza che si diffondono tra i batteri. Nel primo caso, anche se il tasso di errore nella copia del DNA è basso, se consideriamo il grande numero di batteri (solitamente milioni) e la loro capacità di replicarsi rapidamente, si accumulano inevitabilmente mutazioni. Queste rendono i batteri mutati resistenti ai farmaci e ne agevolano quindi una rapida diffusione tra la popolazione, aumentando la la resistenza ai farmaci e al fallimento della terapia.
L’altra comune causa di sviluppo di resistenza agli antibiotici è rappresentata dai geni di resistenza che si spostano tra i batteri grazie a elementi genetici: così, se un batterio sviluppa resistenza a un farmaco, può facilmente sviluppare resistenza anche ad altri farmaci, anche se questi ultimi non sono presenti nell’ambiente.
“Abbiamo urgentemente bisogno di nuovi antibiotici per combattere i batteri che stanno diventando sempre più resistenti alla maggior parte degli antibiotici utilizzati in ambito clinico”, afferma il dott. Markus Weingarth, ricercatore del Dipartimento di Chimica dell’Università di Utrecht, grazie al quale è stato possibile osservare il meccanismo di azione del nuovo antibiotico.
L’antibiotico proviene dalla “materia oscura” batterica
“Clovibactin è diverso”, dice Weingarth. “Poiché Clovibactin è stato isolato da batteri che non potevano essere coltivati in precedenza, i batteri patogeni non hanno mai incontrato un antibiotico di questo tipo e non hanno avuto il tempo di sviluppare resistenza.”
Clovibactin è stato scoperto da un gruppo di ricercatori di una startup statunitense e dell’Università di Boston grazie ad un dispositivo chiamato iCHip, che permette di coltivare la “materia oscura” batterica. Essa rappresenta la vasta gamma di specie microbiche presenti sulla Terra, oltre il 99%, che non possono essere coltivate con successo in laboratorio con tecniche convenzionali, perché richiedono condizioni specifiche che sono difficili da replicare artificialmente.
Clovibactin è stato trovato in un batterio isolato da un suolo sabbioso della Carolina del Nord, E. terrae ssp. Carolina, ed è stato coltivato per la prima volta, utilizzando il metodo “coltivazione in situ” che consente di allevare i microorganismi in condizioni più simili al loro habitat naturale; trasferendoli poi in diverse camere nel tempo, è possibile adattarli alla crescita in un ambiente di laboratorio.
Nella pubblicazione congiunta su Cell, i ricercatori hanno dimostrato che Clovibactin attacca con successo un ampio spettro di patogeni batterici. È stato anche utilizzato con successo per trattare topi infettati dal super batterio Staphylococcus aureus.
Un ampio spettro di bersagli e una struttura a forma di gabbia che impedisce la farmaco-resistenza
Clovibactin sembra avere un meccanismo di azione insolito. Colpisce non solo una, ma tre diverse molecole che sono essenziali per la costruzione della parete che circonda i batteri. Come spiega la Prof. Tanja Schneider dell’Università di Bonn in Germania, una dei coautori dell’articolo su Cell, “Il meccanismo di attacco multi-target di Clovibactin blocca simultaneamente la sintesi della parete cellulare batterica in posizioni diverse. Questo migliora l’attività del farmaco e aumenta sostanzialmente la sua capacità di ostacolare lo sviluppo di resistenze.”
Come esattamente Clovibactin blocchi la sintesi della parete cellulare batterica è stato svelato dal team del dott. Markus Weingarth dell’Università di Utrecht, che ha sviluppato una tecnica innovativa chiamata risonanza magnetica nucleare a stato solido (NMR) che permette di studiare il meccanismo di azione di Clovibactin in condizioni simili a quelle presenti nelle cellule batteriche.
“Clovibactin si avvolge attorno al pirofosfato (cioè la molecola che i batteri usano per costruire le loro strutture e svolgere varie attività vitali, ndr) come un guanto che aderisce saldamente. Come una gabbia che racchiude il suo bersaglio”, afferma Weingarth. Questo è ciò che conferisce a Clovibactin il suo nome, derivato dalla parola greca “Klouvi”, che significa gabbia. L’aspetto notevole del meccanismo di azione di Clovibactin è che si lega solo alla parte immutabile del pirofosfato. “Poiché Clovibactin si lega solo alla parte immutabile e conservata dei suoi bersagli, i batteri avranno molta più difficoltà a sviluppare resistenza. Infatti, non abbiamo osservato alcuna resistenza a Clovibactin nei nostri studi.”
E c’è un altro aspetto interessante: quando il clovibactin si attacca alle parti dei batteri, crea delle strutture simili a fibre che intrappolano e bloccano queste parti, impedendo ai batteri di farle funzionare.
L’efficacia dimostrata in fase preclinica
Il nuovo antibiotico si concentra principalmente sui batteri Gram-positivi, che includono, come detto, patogeni ospedalieri come lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (una penicillina), così come i patogeni della tubercolosi che colpiscono milioni di persone in tutto il mondo. Ha dimostrato un’eccellente efficacia in fase preclinica, con la sperimentazione su due modelli di infezione nel topo (setticemia e infezione della coscia), che ha rivelato anche una bassa tossicità. Come riportato nello studio pubblicato su Cell, questo antibiotico è risultato essere più efficace nell’uccidere lo Staphylococcus aureus rispetto alla vancomicina, l’antibiotico di prima linea.
Il team di ricerca ora ha intenzione di utilizzare i risultati ottenuti per aumentare ulteriormente la potenza di Clovibactin.
Ma c’è ancora molta strada da percorrere prima che il nuovo antibiotico arrivi sul mercato.
Redazione NurseNews.eu
Fonte
Innlifes.com