L'antibiotico naturale elimina i batteri dalle loro difese
Una nuova ricerca rileva che un antibiotico derivato da insetti può distruggere la membrana protettiva di alcuni dei batteri resistenti ai farmaci più diffusi. Ciò potrebbe aprire la strada a una nuova classe di antibiotici che potrebbe aiutare ad affrontare l'attuale crisi di resistenza ai farmaci.
Negli Stati Uniti, la resistenza agli antibiotici causa oltre 2 milioni di malattie e 23.000 decessi ogni anno.
L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha intervistato mezzo milione di persone e ha scoperto che i cinque batteri resistenti ai farmaci più comuni sono:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Con l'eccezione di S. pneumoniae e S. aureus, tutti i suddetti sono batteri Gram-negativi. Il nome deriva da Hans Christian Gram, un medico che ha sviluppato il test di Gram. Questo è un test di colorazione chimica che divide i batteri in Gram-positivi e Gram-negativi.
Trovare nuovi modi per distruggere i batteri Gram-negativi è una sfida importante, con alcune importanti implicazioni per la crescente crisi della salute pubblica che è la resistenza agli antimicrobici.
Una nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per penetrare nelle difese di questi batteri. Scienziati dell'Università di Zurigo (UZH) in Svizzera hanno scoperto che la tanatina, un antibiotico naturale prodotto da un insetto chiamato insetto del soldato spinoso, può attaccare le membrane esterne dei batteri Gram-negativi.
John A. Robinson, del Dipartimento di Chimica dell'UZH, è il corrispondente e ultimo autore del nuovo articolo, che è stato recentemente pubblicato sulla rivista I progressi della scienza.
Fermare i meccanismi di autodifesa dei batteri
Robinson spiega la motivazione del recente studio, dicendo: "Nonostante gli enormi sforzi dei ricercatori accademici e delle aziende farmaceutiche, si è dimostrato molto difficile identificare nuovi bersagli batterici efficaci per la scoperta di antibiotici".
"Una delle maggiori sfide è identificare nuovi meccanismi di azione antibiotica contro pericolosi batteri Gram-negativi".
Come spiegano Robinson e colleghi nel loro articolo, una membrana esterna asimmetrica protegge i batteri Gram-negativi. Questo doppio strato è costituito da molecole di lipopolisaccaridi (LPS) all'esterno e da glicerofosfolipidi di membrana nello strato interno.
I ricercatori hanno utilizzato un modello di E. coli e studi di legame in vitro per verificare se l'antibiotico thanatin può legarsi a certe proteine chiamate "proteine Lpt", che creano un ponte dalla membrana interna alla membrana esterna del doppio strato che protegge i batteri Gram-negativi.
Questo ponte viene quindi utilizzato per trasportare le molecole LPS sul lato esterno della membrana, creando una barriera difensiva.
Le analisi di laboratorio hanno scoperto che la tanatina blocca le interazioni tra le proteine necessarie per formare il ponte. Ciò significa che le molecole LPS non possono raggiungere la loro destinazione, impedendo la formazione dell'intera membrana esterna asimmetrica protettiva. Senza le sue difese, il batterio soccombe all'antibiotico.
"Questi risultati", affermano gli autori, "evidenziano un nuovo paradigma per un'azione antibiotica, mirando a una rete dinamica di interazioni proteina-proteina necessarie per l'assemblaggio del complesso Lpt in E. coli.”
"I risultati identificano anche un peptide presente in natura come punto di partenza per lo sviluppo di potenziali candidati clinici che prendono di mira pericolosi patogeni batterici Gram-negativi", aggiungono.
Robinson commenta i risultati, dicendo: "Questa scoperta ci mostra un modo per sviluppare sostanze che inibiscono specificamente le interazioni proteina-proteina nelle cellule batteriche".
"Questo è un meccanismo d'azione senza precedenti per un antibiotico e suggerisce immediatamente modi per sviluppare nuove molecole come antibiotici che prendono di mira agenti patogeni pericolosi".
John A. Robinson
