Una "semplice modifica" potrebbe aiutare gli antibiotici a superare la resistenza
Gli scienziati hanno sviluppato un modo semplice per alterare gli antibiotici che potrebbero renderli molto più potenti contro le infezioni causate da microbi resistenti ai farmaci.
Il metodo ha reso l'antibiotico vancomicina molto più potente contro due ceppi di batteri che erano diventati resistenti ai farmaci.
I ricercatori suggeriscono che la semplice chimica coinvolta nella modifica del farmaco può essere applicata ad altri antibiotici e persino a farmaci antitumorali.
Un articolo sulla "tecnica di bioconiugazione" è ora disponibile nella rivista Chimica della natura.
"In genere", afferma l'autore senior dello studio Bradley L. Pentelute, professore associato di chimica presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge, "sarebbero necessari molti passaggi per ottenere la vancomicina in una forma che ti consenta di attaccalo a qualcos'altro, ma non dobbiamo fare nulla per il farmaco. "
Continua spiegando che hanno mescolato il farmaco con un peptide antimicrobico e hanno ottenuto una "reazione di coniugazione".
Lui e altri al MIT hanno lavorato allo studio con i colleghi della Yale University di New Haven, CT, e la società di biotecnologie Visterra, che ha anche sede a Cambridge, MA.
Resistenza agli antibiotici
La resistenza agli antibiotici si sviluppa perché ogni volta che qualcuno usa un farmaco antibiotico, una piccola popolazione di microbi naturalmente resistenti sopravvive. La resistenza si diffonde non solo perché predominano i germi resistenti, ma anche perché condividono la loro resistenza con altri microbi.
Una revisione globale pubblicata nel 2016 ha suggerito che circa 10 milioni di vite all'anno potrebbero essere a rischio a causa della crescente resistenza antimicrobica.
Senza antibiotici efficaci, molte procedure mediche - compreso il parto cesareo, la chirurgia intestinale, la chemioterapia e la sostituzione delle articolazioni - potrebbero rappresentare un rischio così alto di infezione da "diventare troppo pericolose" per essere eseguite.
Ogni anno negli Stati Uniti, i germi resistenti agli antibiotici infettano circa 2 milioni di persone e sono responsabili di circa 23.000 decessi, secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
Le infezioni dovute a germi che sono diventati resistenti agli antibiotici sono molto difficili, e in alcuni casi impossibili, da trattare. I trattamenti alternativi tendono a costare di più e hanno effetti collaterali peggiori.
Le persone con queste infezioni spesso devono rimanere in ospedale più a lungo e hanno bisogno di più visite dal medico.
"Maniglia" per attaccare piccole proteine
La chimica del nuovo metodo proveniva da una precedente scoperta che l'aminoacido selenocisteina può agire come un "manico" per attaccare farmaci a piccole molecole, come la vancomicina, a piccole proteine chiamate peptidi antimicrobici, che fanno parte delle difese immunitarie della maggior parte organismi.
Quando hanno utilizzato il metodo per attaccare i peptidi alla vancomicina, gli scienziati hanno scoperto che si attaccavano costantemente allo stesso punto dell'antibiotico, producendo molecole chimicamente identiche.
Gli approcci esistenti per produrre tali molecole non sarebbero in grado di raggiungere tale purezza e richiederebbero più di una dozzina di passaggi per preparare la vancomicina per legarsi ai peptidi, notano i ricercatori.
Hanno testato diversi "coniugati" di vancomicina accoppiati a vari diversi peptidi antimicrobici, incluso uno chiamato dermaseptina.
I test hanno dimostrato che la combinazione di vancomicina con dermaseptina rendeva l'antibiotico cinque volte più potente contro il batterio infettivo Enterococcus faecalis.
E. faecalis è un ceppo di Enterococcus, un genere di batteri che è emerso come un'importante causa di infezione nelle strutture sanitarie. Le infezioni del tratto urinario sono i tipi più comuni di infezione provocati da questi batteri e il "rapido aumento" della loro resistenza alla vancomicina è stata una preoccupazione particolare per i professionisti medici.
"Tecnica preziosa per la comunità"
Inoltre, il team ha scoperto che la vancomicina combinata con un altro peptide antimicrobico chiamato RP-1 ha ucciso Acinetobacter baumannii, contro il quale la vancomicina da sola non ha effetto. A. baumannii è anche altamente resistente ai farmaci e una causa frequente di infezioni nosocomiali.
I test con circa 30 altre molecole, tra cui resveratrolo e serotonina, suggeriscono che l'approccio può facilmente collegare i peptidi praticamente a qualsiasi molecola organica che abbia il "giusto tipo di anello ricco di elettroni", notano i ricercatori.
Tuttavia, sottolineano di non aver testato la sicurezza dei farmaci modificati.
Suggeriscono che il loro metodo potrebbe applicarsi anche ad altri tipi di farmaci; ad esempio, per attaccare gli anticorpi ai farmaci antitumorali in modo che raggiungano obiettivi particolari senza danneggiare i tessuti sani.
Gli autori concludono:
"Alla luce di questi risultati, crediamo che la nostra chimica sarà una preziosa tecnica di bioconiugazione per la comunità e potrebbe portare alla generazione di molecole coniugate terapeutiche".
