Researchers have developed a new class of synthetic antibiotics. Credit University of Illinois.
I ricercatori hanno sviluppato una nuova classe di antibiotici sintetici chiamati macroloni che prendono di mira sia la produzione di proteine sia la struttura del DNA nei batteri, rendendo estremamente difficile per i batteri sviluppare resistenza. La loro ricerca mostra che interrompendo due bersagli cellulari simultaneamente, i macroloni potrebbero ostacolare significativamente l’evoluzione di batteri resistenti ai farmaci.
Uno studio rivoluzionario dell’Università dell’Illinois di Chicago svela i macroloni, un nuovo tipo di antibiotico che colpisce i batteri in due modi, riducendo drasticamente il potenziale di resistenza e segnando un passo avanti significativo nel trattamento delle malattie infettive.
Secondo la recente ricerca dell’Università dell’Illinois di Chicago, un antibiotico di recente scoperta, che agisce su due diversi meccanismi cellulari, potrebbe rendere 100 milioni di volte più difficile per i batteri sviluppare resistenza.
Per un nuovo articolo su Nature Chemical Biology, i ricercatori hanno indagato su come una classe di farmaci sintetici chiamati macroloni interrompa la funzione delle cellule batteriche per combattere le malattie infettive. I loro esperimenti dimostrano che i macroloni possono funzionare in due modi diversi: interferendo con la produzione di proteine o corrompendo la struttura del DNA.
Poiché i batteri dovrebbero implementare contemporaneamente misure di difesa contro entrambi gli attacchi, i ricercatori hanno calcolato che la resistenza ai farmaci è quasi impossibile.
“La bellezza di questo antibiotico è che uccide attraverso due diversi bersagli nei batteri”, ha affermato Alexander Mankin, illustre professore di scienze farmaceutiche presso l’UIC. “Se l’antibiotico colpisce entrambi i bersagli alla stessa concentrazione, allora i batteri perdono la loro capacità di diventare resistenti tramite l’acquisizione di mutazioni casuali in uno qualsiasi dei due bersagli”.
I macroloni sono antibiotici sintetici che combinano le strutture di due antibiotici ampiamente utilizzati con meccanismi diversi. I macrolidi, come l’eritromicina, bloccano il ribosoma, le fabbriche di produzione di proteine della cellula. I fluorochinoloni, come la ciprofloxacina, prendono di mira un enzima specifico dei batteri chiamato DNA girasi.
Risultati della ricerca sui macroloni
Due laboratori dell’UIC guidati da Yury Polikanov, Professore associato di scienze biologiche e Mankin e Nora Vázquez-Laslop, Professore di ricerca in farmacia, hanno esaminato l’attività cellulare di diversi farmaci macrolonici.
Il gruppo di Polikanov, specializzato in biologia strutturale, ha studiato il modo in cui questi farmaci interagiscono con il ribosoma, scoprendo che si legano più saldamente dei macrolidi tradizionali. I macroloni erano persino in grado di legare e bloccare i ribosomi di ceppi batterici resistenti ai macrolidi e non sono riusciti a innescare l’attivazione dei geni di resistenza.
Altri esperimenti hanno testato se i farmaci macrolonici inibissero preferenzialmente il ribosoma o gli enzimi DNA girasi a varie dosi. Mentre molti progetti erano migliori nel bloccare un bersaglio o l’altro, uno che interferiva con entrambi alla sua dose efficace più bassa si è distinto come il candidato più promettente.
“Colpendo sostanzialmente due bersagli alla stessa concentrazione, il vantaggio è che si rende quasi impossibile per i batteri elaborare facilmente una semplice difesa genetica“, ha affermato Polikanov.
“Lo studio riflette anche la collaborazione interdisciplinare presso l’UIC Molecular Biology Research Building, dove ricercatori delle facoltà di medicina, farmacia, arti e scienze umane condividono laboratori adiacenti e portano avanti scoperte scientifiche di base come questa”, hanno affermato gli autori.
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“Il risultato principale di tutto questo lavoro è la comprensione di come dobbiamo procedere“, ha detto Mankin. “E la comprensione che stiamo dando ai chimici è che è necessario ottimizzare questi macroloni per colpire entrambi gli obiettivi“.
Fonte:Nature Chemical Biology