I nostri microbi sono una ricca fonte di farmaci

I microbi che normalmente vivono “in e su” di noi hanno schemi genetici che consentano loro di produrre migliaia di molecole che agiscono come farmaci e alcune di queste molecole potrebbero servire come base per nuove terapie umane, secondo i ricercatori della UC di San Francisco.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Cell.

Gli scienziati hanno purificato la struttura di una delle molecole e identificato un antibiotico che hanno chiamato lactocillin, che è prodotto  da una specie batterica comune, il Lactobacillus gasseri, presente nella comunità microbica all’interno della vagina. L’antibiotico è strettamente legato agli altri già testati clinicamente da aziende farmaceutiche. Lactocillin uccide alcuni batteri patogeni vaginali.

” Questo esempio suggerisce che ci potrebbe essere un ruolo importante di questi microbi, nella produzione di molti farmaci naturali per la salute umana”, ha detto l’autore senior dello studio, Michael Fischbach, PhD, assistente professore di bioingegneria presso la Scuola di Farmacia UCSF, che ha scoperto molecole interessanti prodotte dai microbi.

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“Siamo abituati a pensare che i farmaci sono stati sviluppati da aziende farmaceutiche, approvati dalla FDA e prescritti dai medici, ma ora sappiamo che ci sono molti farmaci di uguale potenza, con la specificità di essere prodotti dal microbioma umano. Circa un terzo di tutti i medicinali utilizzati nella clinica sono derivati ​​da microbi e piante.  Questi includono gli antibiotici come la penicillina, numerosi farmaci utilizzati in chemioterapia e farmaci per abbassare il colesterolo. Solo ora gli scienziati hanno cominciato a guardare all’interno dei nostri corpi “, ha detto Fischbach.

Ci sono centinaia di specie batteriche associate a ciascuno di noi e migliaia di ceppi distinti tra loro che si trovano in luoghi differenti del corpo.

Attraverso la ricerca finanziata dai National Institutes of Human Microbiome Project, gli scienziati negli ultimi anni hanno cominciato a descrivere il microbioma come ecosistema costituito da molte specie microbiche che si trovano in diverse parti del corpo.

Essi hanno iniziato a identificare i microbioma in cui la diversità e abbondanza delle specie differiscono dalla gamma normale, in modi che sono associati con i rischi di malattia. “Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare sull’identificazione di molecole che regolano le interazioni tra i microbi ed i loro ospiti umani”, ha detto Fischbach.

Con lo sviluppo di un nuovo software di analisi dei dati e la messa a punto di un database genetico vasto, sviluppato da campioni batterici umani, raccolti nell’ambito del corso del progetto “Microbioma umano”, la squadra di  Fischbach ha individuato clusters di geni batterici che lavorano in modo coordinato per guidare la produzione di molecole biologicamente attive nell’uomo.

I ricercatori hanno sviluppato un algoritmo matematico chiamato ClusterFinder, che utilizza principi di apprendimento automatico per trarre conclusioni dai nuovi dati, sulla base di ciò che è già noto – in questo caso, le relazioni precedentemente identificate tra clusters di geni nel suolo e specie batteriche marine e le molecole che producono.

Utilizzando ClusterFinder, la squadra di Fischbach per la prima volta ha sistematicamente analizzato i genomi di specie del microbioma e dati sull’attività dei geni da campioni umani, identificando 3.118 gruppi distinti di geni batterici che si trovano in vari siti del corpo umano. I geni identificati, codificano enzimi che servono come fabbriche molecolari per la produzione di specifiche molecole farmaco-simili che rientrano in classi di farmaci noti. Inoltre, singole specie e ceppi differenti all’interno di ogni specie, si differenziano per le molecole che producono.

“Abbiamo bisogno di imparare che cosa queste molecole sono e cosa fanno”, ha detto Fischbach. “Esse potrebbero essere candidati allettanti per la terapia farmacologica. E’ stato chiaro per diversi anni che le variazioni e le modifiche del microbioma umano hanno effetti interessanti sull’ ospite umano e ora possiamo iniziare a determinare perché questo è vero a livello molecolare”.

Fonte http://www.ucsf.edu/news/2014/09/116921/our-microbes-are-rich-source-drugs-ucsf-researchers-discover