Antibiotici: nuovo candidato da raro microbo del suolo

Antibiotici – studio dalla Washington University di St. Louis.

La domanda di nuovi antibiotici aumenta mentre le infezioni farmaco-resistenti ed emergenti diventano una minaccia per la salute globale sempre più grave. I ricercatori si stanno affrettando a riesaminare alcuni microbi che sono una delle nostre fonti terapeutiche di maggior successo: gli actinomiceti.

Gli scienziati della Washington University di St. Louis e della University of Hawaii hanno scoperto un potenziale candidato per lo sviluppo di antibiotici da uno di questi microbi, il batterio del suolo noto come Lentzea flaviverrucosa.

I ricercatori hanno riportato le loro scoperte in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Gli actinomiceti rari sono una fonte sottosfruttata di nuovi composti bioattivi”, ha affermato Joshua Blodgett , professore associato di biologia in Arti e Scienze, coautore corrispondente del nuovo studio. “Il nostro approccio basato sulla genomica ci ha permesso di identificare un peptide insolito per i futuri sforzi di progettazione di farmaci”.

Gli actinomiceti producono componenti bioattivi che costituiscono la base di molti farmaci clinicamente utili, in particolare antibiotici e agenti antitumorali. Dagli anni ’40, le aziende farmaceutiche hanno analizzato molti actinomiceti comuni per vedere cosa potrebbero produrre. Oggi, circa due terzi di tutti gli antibiotici utilizzati negli ospedali e nelle cliniche derivano dagli actinomiceti.

Tuttavia, alcuni di questi microbi, noti come rari actinomiceti, sono stati catalogati ma non studiati approfonditamente.

“La definizione di “raro” non è scolpita nella pietra, ma questi actinomiceti tendono a essere più difficili da trovare in natura rispetto ad altri e potrebbero crescere più lentamente”, ha detto Blodgett. Molti actinomiceti rari non sono stati completamente caratterizzati per scopi di scoperta di farmaci e biotecnologia per queste e altre ragioni.

“Tra gli attinomiceti rari, la Lentzea flaviverrucosa è emersa come una delle specie più particolari”, ha affermato Blodgett. “Ha una biologia insolita, codifica un’enzimologia insolita, guida la produzione di una chimica inaspettata, il tutto nascosto in un gruppo di batteri ampiamente trascurato”, ha affermato.

Blodgett e i suoi collaboratori, tra cui l’autore corrispondente Shugeng Cao dell’Università delle Hawaii, hanno scoperto che questo raro actinomicete produce molecole attive contro alcuni tipi di fibrosarcoma del cancro ovarico umano, cancro alla prostata e linee cellulari di leucemia.

Gli scienziati hanno inizialmente individuato la Lentzea flaviverrucosa quando cercavano rari actinomiceti con un segno distintivo genetico che indicava che potevano produrre molecole piperaziliche. Blodgett ha affermato che queste molecole incorporano un insolito elemento costitutivo, una bandiera per potenziali attività simili a quelle dei farmaci. Ma scavando più a fondo, i ricercatori hanno trovato altre sorprese.

“A un livello elevato, sembrava che una regione del genoma potesse essere in grado di creare due molecole diverse. È un po’ strano“, ha detto Blodgett. “Di solito, pensiamo a un cluster di geni, gruppi di geni come progetti per creare singole molecole simili a farmaci. Ma sembrava che fosse stata prevista quasi troppa chimica all’interno di questo singolo cluster“.

I primi indizi si sono rivelati accurati. Utilizzando una combinazione di metabolomica moderna con tecniche di biologia chimica e strutturale, Blodgett e il loro team sono stati in grado di dimostrare che questo raro actinomicete produce due diverse molecole bioattive da un singolo set di geni chiamato superammasso.

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I superammassi sono rari in biologia. Questo particolare tipo di superammasso codifica per due molecole diverse che vengono poi saldate insieme in una reazione chimica atipica.

“La natura sta saldando insieme due cose diverse”, ha detto Blodgett. “E, a quanto pare, contro diverse linee cellulari cancerose, si trasforma in qualcosa di più potente quando si mettono insieme A e B“.

Fonte: Washington University di St. Louis