Cresomicina e batteri multiresistenti: guerra senza fine
La nota rivista Science ha recentemente pubblicato il lavoro di un gruppo di ricercatori dell’Harward University e dell’Illinois University. Lo studio rappresenta il più recente contributo allo sviluppo di nuove armi nella terapia antibiotica. Parliamo della sintesi di una nuova molecola, la Cresomicina (antibiotico macrociclico ponte, CRM), attiva contro i batteri multiresistenti. Cosa c’è di nuovo in tutto questo? La novità sta nel fatto che la Cresomicina è figlia della Biologia sintetica.
Dall’ingegneria genetica alla biologia sintetica
Con l’Ingegneria genetica, termine coniato nel 1965 dal biologo statunitense Rollin Douglas Hotchkiss (1911-2004), si individuano specifiche sequenze di DNA, si isolano i geni e li si modifica per indurre determinate mutazioni. In pratica si inseriscono in una sequenza solo uno o due geni, permettendo all’ organismo di sviluppare una nuova qualità: ad esempio, la resistenza ai parassiti. Nella “Biologia sintetica” o “Biologia di sintesi” si modificano i pathways metabolici per indurre l’organismo oggetto della sperimentazione (batteri) a produrre le proteine in modo altamente prevedibile; questo attraverso l’uso di principi di ingegnerizzazione. A volte vengono modificati singoli geni, altre volte interi genomi per ottenere le caratteristiche desiderate.
La biologia sintetica in breve
La biologia di sintesi è un campo interdisciplinare che combina i principi della biologia, dell’ingegneria e dell’informatica per progettare e costruire parti, dispositivi e sistemi biologici con nuove funzioni o capacità. Ci troviamo di fronte ad uno strumento dalle enormi potenzialità, con applicazioni nella ricerca e nell’industria, compresa la creazione di vaccini e nuovi composti terapeutici, proprio come la Cresomicina, attiva contro batteri multiresistenti.
La biologia sintetica per i “profani”
Bellissime parole, perfettamente comprensibili da uno del settore, o quantomeno da un biologo o tecnico di laboratorio. Ma il comune “internauta” capirebbe? Ne dubito. E allora spieghiamo. La Biologia sintetica è l’ingegnerizzazione della biologia, ossia la sintesi di sistemi biologici che svolgono funzioni non esistenti in natura. Si assemblano geni, si producono permutazioni, si prova se il prodotto risponde alla richiesta. Tale sintesi si ottiene attraverso l’utilizzo di strumentazioni robotizzate, che permettono flussi di lavoro automatizzati; in questo modo vengono creati o riprogrammati microorganismi con lo scopo di produrre composti e molecole di interesse. Quindi tutto automatizzato, per massimizzare la produttività del processo, ridurre al minimo i tempi, la possibilità di errori ed i costi. Siamo alla nuova frontiera delle biotecnologie. Ma veniamo alla protagonista del discorso, la Cresomicina.
Cresomicina: una nuova arma (forse) contro i batteri multiresistenti
Nello studio di KELVIN JY WU, ANDREW G. MYERS et.al. si considera come “bersaglio utile” il ribosoma batterico. Già esistono molecole che agiscono sul ribosoma, ma altrettanto numerose sono le modificazioni ribosomiali che conferiscono resistenza, riducendo l’affinità delle suddette molecole. Un modo per aumentare tale affinità potrebbe essere quello di “bloccarle” in una conformazione ideale per il legame. Gli autori, utilizzando informazioni provenienti dall’analisi strutturale di ribosomi legati a “vecchi” antibiotici, hanno progettato una molecola, limitata nella conformazione, denominata CRESOMICINA (CRM). Essa adotta l’esatta conformazione necessaria per il legame, si unisce più saldamente al ribosoma e supera così i meccanismi di resistenza sviluppati dai batteri. Per esempio, alcuni patogeni aggiungono gruppi metilici al ribosoma in modo da impedire l’azione dei farmaci, ma in questo caso la Cresomicina riesce a sconfiggere i batteri legandosi al sito del ribosoma e bloccando la sintesi proteica interrompendo l’infezione.
Azione della cresomicina: primi risultati su batteri multiresistenti
Nei primi test, condotti in provetta e su animali, la CRESOMICINA si è dimostrata efficace su ceppi di estremo interesse, i cosiddetti BATTERI MULTIRESISTENTI. Parliamo dei batteri appartenenti al gruppo ESKAPE: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, ed Enterobacter; si tratta dei patogeni implicati nella genesi della maggior parte delle infezioni ospedaliere ad esito infausto. L’interesse clinico è pertanto enorme. La Cresomicina è risultata efficace anche contro le infezioni sostenute da batteri multiresistenti, determinando un numero molte volte inferiore di colonie nei topi trattati rispetto ai controlli. Yuri Polikanov, Ph.D., biologo strutturale dell’Università dell’Illinois a Chicago che ha co-condotto lo studio insieme al chimico di Harvard Andrew Myers, Ph.D. e diversi altri, dice: “E’ difficile stimare il potenziale della ricerca ma, almeno finora, mi sembra promettente.”
Conclusioni
L’importanza di questo studio è duplice: in primis la Cresomicina rappresenta potenzialmente uno strumento utile contro i batteri multiresistenti, causa di infezioni letali. Il passo successivo per i ricercatori sarà quello di valutare la possibilità di produrre su larga scala i componenti necessari per creare la molecola.
La seconda nota di rilievo è che lo studio gode di un finanziamento di 1,2 milioni di dollari da parte dell’organizzazione no profit CARB-X. Sicuramente un buon viatico per i successivi, eventuali, studi preclinici e trials clinici.
Fonti
- https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk8013
- https://cordis.europa.eu/article/id/230167-cuttingedge-biotechnology-provides-new-approaches-to-the-production-of-chemicals-and-therapeu/it
- https://aulascienze.scuola.zanichelli.it/blog-scienze/come-te-lo-spiego-scienze/4-passi-nella-biologia-sintetica#leggi
- https://www.uniba.it/it/docenti/leonetti-francesco/attivita-didattica/materiale-didattico/12-ab-ribosomiali.pdf
- https://www.aboutpharma.com/scienza-ricerca/dalla-biologia-sintetica-nasce-la-cresomicina-un-antibiotico-efficace-anche-contro-i-superbatteri/
- https://www.fiercebiotech.com/research/synthetic-antibiotic-boosts-survival-mice-multidrug-resistant-infections
- https://carb-x.org/carb-x-news/carb-x-funds-myers-research-group/
- https://it.moleculardevices.com/service-support/lab-automation-solutions/lab-automation-for-high-throughput-clone-screening
- https://www.ansa.it/canale_scienza/notizie/biotech/2024/02/16/dalla-biologia-sintetica-unarma-contro-i-superbatteri-_cb0f3ec8-0c14-4ccd-a442-0da2244d8bb4.html
Crediti immagini
- Immagine in evidenza: https://www.farmaciapescetto.com/wp-content/uploads/2024/02/superbatteri.jpg
- Figura 1: https://www.ansa.it/webimages/news_base/2024/2/16/b6950cd3cec2adbd28ee51478b4f3ad9.jpg
