Un’arma contro i batteri super-resistenti: la nuova terapia fagica

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I batteriofagi sono le entità più abbondanti sulla terra. Questi virus batterici hanno il materiale genetico sottoforma di DNA o RNA, incapsulato da un rivestimento proteico. Il capside è collegato ad una coda che ha delle fibre, utilizzate per legarsi ai recettori sulla superficie della cellula batterica. La maggior parte dei fagi hanno un capside poliedrico tranne i fagi filamentosi. I fagi infettano i batteri e possono propagarsi in due modi possibili; attraverso un ciclo vitale litico e un  ciclo di vitale lisogenico. Quando i fagi si moltiplicano uccidono la cellula ospite e il ciclo di vita viene indicato come ciclo di vita litico. D’altra parte alcuni fagi, noti come fagi temperati, possono crescere e possono integrare il loro genoma con il cromosoma dell’ospite replicando in sincronia con l’ospite per molte generazioni. Se sottoposti ad alcune condizioni di stress come le radiazioni ultraviolette (UV), il profago sfuggirà tramite la lisi dei batteri. Dopo la scoperta dei batteriofagi nei primi anni del 20° secolo, molti ricercatori hanno pensato proprio a loro (ai batteriofagi), come arma per uccidere i batteri, e che potrebbero essere utilizzati come possibili agenti terapeutici.

Ma dopo la seconda guerra mondiale, quando sono stati scoperti gli antibiotici, questo potenziale agente terapeutico naturale ha ottenuto poca attenzione ed è stato considerato solo come uno strumento di ricerca, per molti anni. I Batteriofagi hanno contribuito molto nel campo della biologia molecolare e delle biotecnologie e stanno ancora facendo la loro parte. Molti misteri della biologia molecolare sono risolti grazie ai batteriofagi. Oggi, che tutto è molto più avanzato rispetto al passato, i batteriofagi stanno ottenendo molta più attenzione grazie al loro potenziale di essere utilizzati come antibatterici e veicoli per la distribuzione dei vaccini. Essi sono stati utilizzati anche per scopi diagnostici (Fagotipizzazione).

I fagi come antibatterici  L’occidente è rimasto restio ad usare la terapia dei fagi a causa degli inaffidabili primi studi su questa terapia. Eppure questa terapia ha ottenuto l’attenzione degli Stati Uniti. Uno dei motivi che hanno spinto ad evitare la terapia dei fagi nella maggior parte dei paesi occidentali sono stati gli scarsi ed inaffidabili risultati ottenuti dagli esperimenti su tale terapia. Ma oggi si ammette che la ragione principale dietro il fallimento era la scarsa comprensione della biologia del fago e di altre questioni, come il controllo di qualità durante la preparazione di azioni terapeutiche. La terapia fagica è stata utilizzata in animali, piante ed esseri umani con diverso grado di successo. I fagi hanno diversi potenziali vantaggi rispetto agli antibiotici, ma allo stesso tempo hanno degli svantaggi. Il vantaggio principale dei fagi è la loro specificità per i batteri bersaglio che riduce notevolmente il danno alla normale flora dell’ospite. I batteri devono essere mirati e devono essere identificati prima o comunque deve essere utilizzato un “cocktail” di fagi. I batteriofagi sono auto-limitanti, cioè essi richiedono che i loro ospiti siano in costante crescita; se i batteri patogeni per cui sono mirati sono assenti, essi (i fagi) non durano molto tempo all’interno dell’organismo. La replica nel sito d’infezione è un altro vantaggio dei fagi. Sono sicuri e con effetti collaterali bassissimi o assenti. Se i batteri diventano resistenti ai fagi, i fagi si evolvono naturalmente per infettare i batteri resistenti, riducendo al minimo le possibilità di fuga batterica. Questo mostra un altro vantaggio dei fagi rispetto agli antibiotici.

Batteriofagi che attaccano una cellula batterica
Batteriofagi che attaccano una cellula batterica

Ma, come detto, vi sono anche alcuni contro. Una delle serie preoccupazioni circa l’uso della terapia dei fagi in vivo è una forte risposta anticorpale che distrugge i fagi più rapidamente e quindi l’uso di fagi per un lungo periodo di tempo non sarebbe possibile. Altri inconvenienti circa l’uso di fagi come agenti terapeutici sono il loro range ristretto di ospiti, e il fatto che i fagi non sono sempre litici in determinate condizioni fisiologiche. Durante la preparazione delle scorte dei fagi occorre garantire che la preparazione dei fagi sia sterile da batteri e tossine batteriche per evitare infezioni secondarie. Ma la sterilizzazione potrebbe inattivare i fagi. Inoltre i fagi possono conferire proprietà tossiche per i batteri con conseguente virulenza. Un modo per aggirare tutto questo è l’uso di un enzima del fago litico: l’endolisina, piuttosto che somministrare il virus intero. Analogamente, possono essere utilizzati fagi geneticamente modificati, che avranno soltanto il DNA necessario per fungere da antibatterici contro il batterio bersaglio.

Al momento sembra lontana l’idea che la terapia dei fagi andrà a sostituire completamente gli antibiotici, ma c’è la speranza che possa essere utilizzata insieme agli antibiotici in particolare per i ceppi resistenti agli antibiotici. I fagi saranno molto più affidabili quando usati esternamente e dove il sistema immunitario dà la possibilità favorendo la loro durata nel tempo all’interno del corpo.

 

Salvatore Gemmellaro

Fonte: Virology Journal

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Non ho mai fatto della Scienza solo una materia di studio ed una passione personale, ma l’ho sempre ammirata come un’opera d’arte. Riesco a vederne la bellezza. I miei contemporanei probabilmente vedono solamente basi di Rna, gli enzimi. Io vedo Picasso, le più stupende sculture della biologia, vedo i Virus. Sono laureando in Scienze Biologiche, ed intendo dar del mio, in futuro, nel mondo della ricerca scientifica.

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