L’antibiotico-resistenza
L’antibiotico-resistenza (Figura 1) è sicuramente una delle problematiche principali del nostro secolo. Il suo sviluppo è stato mediato dall’abuso di farmaci antibiotici che hanno permesso ai batteri di sviluppare un sistema di protezione, non solo verso queste molecole esogene, ma anche nei confronti degli antimicrobici prodotti dal nostro sistema immunitario.
I principali meccanismi per attuare questa resistenza si riscontrano a livello della membrana cellulare dei batteri, oggetto di un rimodellamento che porta a modificazione del contenuto fosfolipidico e della localizzazione dei fosfolipidi stessi.
In particolar modo, questo si è riscontrato in un patogeno opportunista umano, Enterococcus faecalis. Questo batterio è spesso responsabile di infezioni che si verificano in ambito ospedaliero ed è, soprattutto, resistente a molti antibiotici.
Enterococcus faecalis
Enterococcus faecalis (Figura 2) è un batterio Gram positivo appartenente al genere Enterococcus. Si tratta di un patogeno responsabile di infezioni del tratto urinario, endocarditi e sepsi, grazie alla sua spiccata capacità adattativa a differenti ambienti.
Un’altra caratteristica molto importante di questo batterio è la sua plasticità genomica. Questa è alla base dell’efficienza del batterio nell’acquisire e diffondere facilmente la resistenza agli antibiotici.
Per questo motivo, si tratta di un batterio multi-resistente, che, ad oggi, nella pratica clinica, viene trattato con l’antibiotico Daptomicina. Tuttavia, si stanno cominciando a sviluppare resistenze anche verso quest’ultimo.
Questa ulteriore resistenza ha spinto un gruppo di ricerca internazionale, guidato dai ricercatori della University of Texas Health Science Center at Houston, a chiedersi quale molecola sia responsabile della sua acquisizione e come agisce.
Come agisce la Daptomicina su Enterococcus faecalis?
La modalità di azione di questo antibiotico non è ancora del tutto nota. Secondo i ricercatori, probabilmente il farmaco va a legare una particolare regione della cellula, il “setto di divisione”, che permette alla cellula di dividersi. Il legame instaurato dall’antibiotico dovrebbe indurre la morte della cellula.
Come si è sviluppata la resistenza in Enterococcus faecalis?
Il meccanismo di resistenza sembra essere correlato con un sistema di risposta allo stress LiaFSR, che si attiva, in Enterococcus e altri batteri, in presenza di fattori stressogeni, tra cui gli stessi antibiotici (anche Daptomicina). Questo meccanismo è importante per l’adattamento del batterio agli stress ambientali e per il rimodellamento della membrana cellulare in presenza di antibiotici.
Il team di ricerca ha studiato la modalità di attivazione di questo meccanismo in un paziente infettato da Enterococcus faecalis resistente alla vancomicina. In un primo momento si è trattato il paziente con una terapia basata sulla Daptomicina, che ha dato risultati molto soddisfacenti. Questo, però, fino al momento in cui uno dei batteri ha cominciato a resistere al trattamento.
I ricercatori si sono, quindi, concentrati su questa particolare cellula batterica. Questo ha permesso di evidenziare come, all’esterno del batterio, ci fossero una serie di proteine, chiamate LiaX, in grado di legare, mediante la porzione N-terminale, le molecole di antibiotico e indurre l’attivazione nella cellula della risposta allo stress, LiaFSR.
Questa proteina è anche in grado di attivare la risposta nel momento in cui lega le molecole antimicrobiche prodotte dal nostro sistema immunitario.
Verso la scoperta del Tallone d’Achille dell’antibiotico-resistenza
Secondo i ricercatori, questa scoperta nell’Enterococcus, ci aiuta a comprendere come sia una singola proteina (in questo caso LiaX) a dar vita al meccanismo di resistenza.
Questa potrebbe diventare in futuro un possibile target verso cui indirizzare terapie che, bloccando l’azione di questa proteina, permettano agli antibiotici e al nostro sistema immunitario di combattere efficacemente anche batteri multi-resistenti.
Per concludere, nonostante i batteri sembrano acquisire sempre più resistenza ai differenti antibiotici, dall’altro lato i ricercatori fanno sempre dei passi avanti verso la scoperta di quelli che sono i meccanismi molecolari alla base di questa.
Emanuela Pasculli
Fonti
- “Antibiotic Resistance Mechanism Shows Achilles’ Heel” (10 Dicembre 2019). Estrapolato da https://www.genengnews.com/topics/drug-discovery/antibiotic-resistance-mechanism-shows-achilles-heel/
- Khan, Ayesha, et al. “Antimicrobial sensing coupled with cell membrane remodeling mediates antibiotic resistance and virulence in Enterococcus faecalis.” Proceedings of the National Academy of Sciences (2019).
- “Enterococcus faecalis”. Estrapolato da https://it.wikipedia.org/wiki/Enterococcus_faecalis
L’abuso di antibiotici è stato fatto dalle aziende alimentari, che hanno omesso per anni di dichiarare il contenuto di antibiotici negli alimenti come pesce, uova, carne, latte e derivati. Ora finalmente qualcosa si è mosso, ma ancora non è tutto chiaro.