Coltivare gli incoltivabili: la tecnologia iChip e le possibili implicazioni nella scoperta di nuovi antibiotici

Gli antibiotici rappresentano una delle più grandi conquiste scientifiche del mondo moderno, una scoperta casuale e incredibile che ha rivoluzionato gli standard di salute umana. L’origine degli antibiotici è da ricercare nell’eterna lotta tra comunità microbiche diverse in competizione per la sopravvivenza in una data nicchia ecologica. Scoperta per caso, la penicillina ha rappresentato una svolta nella storia dell’umanità permettendoci di combattere malattie che altrimenti avrebbero continuato a mietere vittime. Molte altre molecole sono state scoperte dopo la penicillina, e il loro uso spesso sconsiderato ha portato a selezionare ceppi batterici resistenti, creando dei veri e propri superbug. Dato che l’efficacia degli antibiotici diminuisce progressivamente e la scoperta di nuove molecole non riesce a compensare questo calo di efficienza, si cerca di tornare alle origini e indagare sulla comunità microbica che occupa una particolare nicchia. In ogni habitat e in ogni comunità microbica c’è una frazione non coltivabile, cioè una parte di batteri che non possono essere coltivati in laboratorio. Questo si ripercuote sulla ricerca di nuove molecole nella misura in cui, per selezionare e utilizzare un potenziale nuovo antibiotico, occorre identificarne senza ombra di dubbio l’origine. Per ottimizzare il processo di crescita batterica, invece di utilizzare terreni più o meno selettivi e termostati viene proposta una tecnologia chiamata iChip.

Sistema iChip

Questo sistema è costituito da una piastra con una griglia di fori, realizzata in un materiale plastico precedentemente brevettato chiamato poloximetilene. Campioni ambientali, provenienti da suolo o acqua, vengono sospesi in terreno liquido che poi viene diluito in modo da aspettarsi di ottenere un batterio per ogni foro.

Semplificazione del funzionamento iChip

A questo punto la piastra viene chiusa, il terreno liquido si solidifica e per impedire la migrazione di cellule batteriche e si utilizzano anche due piastre di policarbonato con pori particolarmente piccoli (0,3 micron). Questo sistema permette ai batteri di rimanere in contatto con numerosi fattori della loro nicchia di origine, portando a una crescita di un numero maggiore di specie rispetto a quelle ottenute mettendo in coltura con metodi tradizionali gli stessi campioni. Inoltre a partire da questo primo isolamento è possibile ottenere sub-colture domesticate, rese cioè adatte alla microbiologia tradizionale. I passaggi necessari sono sicuramente molti, ma il gioco vale la candela perché questo permette di definire il potenziale come produttori di antibiotici dei batteri ottenuti. La microbiologia tradizionale, quindi, deve essere ancora oggetto di studi per quanto riguarda innovazione e progressi tecnologici. La metodica iChip apre quindi scenari nuovi nel campo complesso della ricerca di nuove molecole, alcune delle quali sono già in fase di sperimentazione.   

 

Bibliografia:

Sherpa RT, Reese CJ, Montazeri Aliabadi H. Application of iChip to Grow “Uncultivable” Microorganisms and its Impact on Antibiotic Discovery. J Pharm Pharm Sci. 2015;18(3):303-15. Review.

Crediti immagini:

http://www.popsci.com/ichip-new-way-find-antibiotics-and-other-key-drugs

 

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