(Antibiotici-immagine: questo immunoterapeutico potenzia la fagocitosi dei neutrofili umani (colorazione nucleare blu, Hoeschest) di S. aureus (colorazione rossa, pHrodo). Credito: (C) Dott.ssa Jennifer Payne)
Un progetto multidisciplinare guidato dai ricercatori dell’EMBL Australia presso la Monash University e la Harvard University, ha trovato un modo per rendere gli antibiotici più efficaci contro i batteri resistenti agli antibiotici, noti anche come “superbatteri”.
La resistenza antimicrobica ai superbatteri si è evoluta ed è una delle prime 10 minacce globali per la salute pubblica che l’umanità deve affrontare, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità.
Questa nuova ricerca fornirà un percorso per aumentare l’efficacia degli antibiotici, senza che i medici debbano ricorrere a strategie rischiose per somministrare ai pazienti dosi più elevate o fare affidamento sulla scoperta di nuovi tipi di antibiotici.
Durante un’infezione batterica, l’organismo utilizza molecole chiamate chemiotattici per reclutare neutrofili nel sito dell’infezione. I neutrofili sono cellule immunitarie con la capacità di incapsulare e uccidere batteri pericolosi, fondamentali per la risposta immunitaria. I ricercatori hanno attaccato un chemiotattico a un antibiotico, consentendo loro di aumentare il reclutamento di cellule immunitarie e migliorare la loro capacità di uccidere.
I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications.
“Quando osserviamo come il nostro sistema immunitario può combattere i batteri, ci sono due aspetti importanti che guardiamo. Il primo è la nostra capacità di intrappolare le cellule batteriche e ucciderle. Il secondo sono i segnali – i chemiotattici – che richiedono più neutrofili, globuli bianchi che guidano la risposta del sistema immunitario per risolvere l’infezione”, ha affermato la Dott.ssa Jennifer Payne, ricercatrice capo dell’EMBL Australia e del Monash Biomedicine Discovery Institute.
I ricercatori hanno collegato un chemiotattico noto come Formil peptide alla Vancomicina, un antibiotico comunemente usato che si lega alla superficie dei batteri, e hanno condotto i loro studi sulle infezioni da stafilococco dorato, uno dei batteri resistenti agli antibiotici più problematici. “Stiamo lavorando sull’utilizzo di “ibridi” antibiotico-chemiotattici a doppia funzione, che migliorano il reclutamento dei neutrofili e aumentano la fagocitosi e l’uccisione dei batteri“, ha affermato il Dott. Payne.
“Stimolando il nostro potente sistema immunitario in questo modo con l’antibiotico immunoterapeutico, abbiamo dimostrato nei modelli murini che il trattamento è 2 volte più efficace rispetto all’utilizzo del solo antibiotico a una dose inferiore di un quinto“, ha affermato il Professore associato Max Cryle, un leader del gruppo EMBL Australia presso il Monash Biomedicine Discovery Institute. “Questa nuova strada di ricerca molto promettente sta portando molti potenziali benefici alla minaccia sempre crescente dei superbatteri resistenti ai farmaci”.
Strumentale per il progetto è stato il finanziamento di VESKI e della fondazione della città gemellata di Melbourne che ha portato il Dr. Payne in tutto il mondo a Boston per apprendere e svolgere ricerche sulla microfluidica, imparando e collaborando con il Professore Associato Daniel Irima e il Dr. Felix Ellett, esperti di Harvard in questo campo. “La microfluidica è stata rivoluzionaria per questa ricerca, in quanto ci ha permesso di generare un’infezione su un chip per monitorare il reclutamento di cellule immunitarie umane e osservare in tempo reale come il nostro immunoterapeutico migliora la loro capacità di uccidere lo Staphylococcus aureus (MRSA). Proprio come ciò che accadrebbe nel nostro corpo”, ha detto il Dottor Payne.
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Spiegano gli autori:
“Il patogeno Staphylococcus aureus può facilmente sviluppare resistenza agli antibiotici ed eludere il sistema immunitario umano, che è associato a ridotti livelli di reclutamento dei neutrofili. Qui, presentiamo una classe di peptidi antibatterici con il potenziale di agire sia come antibiotici che come chemiotattici dei neutrofili. I composti, che chiamiamo “antibiotico-chemioattraenti”, consistono in un peptide formilato (noto per agire come chemioattraente per il reclutamento dei neutrofili) che è legato in modo covalente all’antibiotico vancomicina (noto per legarsi alla parete cellulare batterica). Usiamo una combinazione di saggi in vitro, saggi cellulari, infezione su chip e modelli murini in vivo per dimostrare che i composti migliorano il reclutamento, l’ingorgo e l’uccisione di S. aureusdai neutrofili. Inoltre, l’ottimizzazione della sequenza del formil peptide può aumentare l’attività dei neutrofili attraverso l’attivazione differenziale dei recettori del formil peptide. Pertanto, proponiamo antibiotici-chemiotattici come approccio alternativo per lo sviluppo di antibiotici”.
Si cercano partner per continuare questa ricerca in studi clinici con il potenziale di sviluppare una strategia antibiotica preventiva nell’ambiente di terapia intensiva per proteggere i più vulnerabili.
Lo studio: “Gli antibiotici-chemiotattici migliorano la clearance dei neutrofili di Staphylococcus aureus” di Jennifer AE Payne, Julien Tailhades, Felix Ellett, Xenia Kostoulias, Alex J. Fulcher, Ting Fu, Ryan Leung, Stephanie Louch, Amy Tran, Severin A. Weber, Ralf B. Schittenhelm, Graham J. Lieschke, Chengxue Helena Qin, Daniel Irima, Anton Y. Peleg e Max J. Cryle, è stato piubblicato il 25 ottobre 2021 su Nature Communications.
Il lavoro ha portato a un brevetto che copre l’immunoterapia, con l’IP di proprietà della Monash University.
Fonte:Nature
