La ricerca è un passo importante nello sviluppo di nuovi farmaci efficaci.
Un nuovo antibiotico è in grado di combattere i batteri resistenti
Per molto tempo si è pensato che gli antibiotici fossero una cura miracolosa per le infezioni batteriche. Tuttavia, molti agenti patogeni si sono evoluti per resistere nel tempo agli antibiotici e quindi la ricerca di nuovi farmaci sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università di Basilea facevano parte di un team internazionale che ha utilizzato l’analisi computazionale per identificare un nuovo antibiotico e decifrarne la modalità di azione. La loro ricerca è un passo importante nella creazione di nuovi e potenti farmaci.
L’OMS definisce il numero in costante aumento di batteri resistenti agli antibiotici una “pandemia silenziosa”. La situazione è aggravata dal fatto che negli ultimi decenni non sono stati introdotti molti nuovi farmaci sul mercato. Anche ora, non tutte le infezioni possono essere trattate adeguatamente e i pazienti corrono ancora il rischio di danni a causa di interventi di routine.
Sono urgentemente necessarie nuove sostanze attive per fermare la diffusione di batteri resistenti agli antibiotici. Una scoperta significativa è stata recentemente fatta da un team guidato da ricercatori della Northeastern University di Boston e dal Professor Sebastian Hiller del Biozentrum dell’Università di Basilea. I risultati di questa ricerca, che faceva parte del progetto “AntiResist” del National Center of Competence in Research (NCCR), sono stati recentemente pubblicati su Nature Microbiology.
Avversari pericolosi
I ricercatori hanno scoperto il nuovo antibiotico Dynobactin mediante un approccio di screening computazionale. Questo composto uccide i batteri Gram-negativi, che includono molti agenti patogeni pericolosi e resistenti. “La ricerca di antibiotici contro questo gruppo di batteri è tutt’altro che banale”, afferma Hiller. “Sono ben protetti dalla loro doppia membrana e quindi offrono poche possibilità di attacco. E nei milioni di anni della loro evoluzione, i batteri hanno trovato numerosi modi per rendere innocui gli antibiotici”.
Solo l’anno scorso, il team di Hiller ha decifrato la modalità di azione dell’antibiotico peptidico Darobactin scoperto di recente. Le conoscenze acquisite sono state integrate nel processo di selezione di nuovi composti. I ricercatori hanno sfruttato il fatto che molti batteri producono peptidi antibiotici per combattersi a vicenda. E che questi peptidi, contrariamente alle sostanze naturali, sono codificati nel genoma batterico.
Effetto fatale
“I geni di tali antibiotici peptidici condividono una caratteristica”, spiega il co-primo autore Dr. Seyed M. Modaresi. “Secondo questa caratteristica, il computer ha sistematicamente schermato l’intero genoma di quei batteri che producono tali peptidi. È così che abbiamo identificato Dynobactin”. Nel loro studio, gli autori hanno dimostrato che questo nuovo composto è estremamente efficace. I topi con sepsi pericolosa per la vita causata da batteri resistenti sono sopravvissuti alla grave infezione attraverso la somministrazione di Dynobactin.
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Combinando diversi metodi, i ricercatori sono stati in grado di risolvere la struttura e il meccanismo d’azione di Dynobactin. Questo peptide blocca la proteina della membrana batterica BamA, che svolge un ruolo importante nella formazione e nel mantenimento dell’involucro batterico protettivo esterno. “Dynobactin si attacca a BamA dall’esterno come un tappo e gli impedisce di svolgere il suo lavoro. Quindi, i batteri muoiono”, afferma Modaresi. “Sebbene Dynobactin non abbia quasi nessuna somiglianza chimica con il già noto Darobactin, tuttavia ha lo stesso bersaglio sulla superficie batterica. Questo non ce lo aspettavamo all’inizio”.
Un impulso alla ricerca sugli antibiotici
Spiegano gli autori:
“La scoperta di antibiotici che agiscono contro le specie Gram-negative è particolarmente impegnativa a causa della loro barriera di penetrazione restrittiva. BamA, che inserisce le proteine nella membrana esterna, è un bersaglio attraente grazie alla sua posizione in superficie. Le darobactine prodotte da Photorhabdus , un simbionte del microbioma intestinale nematode, prendono di mira BamA”.
A livello molecolare, tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che Dynobactin interagisce in modo diverso con BamA rispetto a Darobactin. Combinando alcune caratteristiche chimiche dei due, i potenziali farmaci potrebbero essere ulteriormente migliorati e ottimizzati. Questo è un passo importante sulla strada per la ricerca di un farmaco efficace. “Lo screening computerizzato darà un nuovo impulso all’identificazione degli antibiotici urgentemente necessari“, afferma Hiller. «In futuro, vogliamo ampliare la nostra ricerca e studiare più peptidi in termini di idoneità come farmaci antimicrobici».
Sonte: Nature Microbiology
