Negli USA il CDC (Centers for Disease Control) ha stimato che ogni hanno 2 milioni di individui contraggono infezioni resistenti agli antibiotici. Di queste infezioni, 23 mila sono causa di morte.
La ricerca ha lottato e continua a lottare per trattare malattie quali meningite, polmonite, diarrea, perché i batteri che li causano hanno una membrana cellulare ed una parete esterna che è particolarmente difficile da penetrare per gli antibiotici. Per combattere tali batteri negli ultimi 50 anni sono stati elaborati diverse variazioni basate su farmaci già esistenti e già approvati. Tuttavia, come ampiamente riportato, il grande ed incauto impiego di tali classi di composti ha determinato un rapido aumento dei ceppi di microrganismi ad essi resistenti.
Nuovi studi
Tra gli studi in corso, per arginare tale fenomeno, emerge per innovazione quello che stanno portando avanti un gruppo di ricercatori della Genentech e che è stato appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature. Il nuovo composto da loro elaborato risulta in grado di penetrare la parete batterica con un meccanismo di azione del tutto nuovo. Esso quindi è tra i potenziali farmaci capaci di vincere la farmaco-resistenza agli attuali antibiotici, e che pertanto potranno salvare la vita di molte persone.
Come funzionano gli antibiotici?
Il meccanismo d’azione della maggior parte degli antibiotici è quello di uccidere i batteri indebolendone la parete batterica o impedendo la produzione di determinate proteine. Ma, col tempo ed a causa del massivo uso di antibiotici nei nostri giorni, i batteri hanno superato i meccanismi di difesa, capaci di bloccarli. In questo modo i ceppi batterici resistenti stanno diventando più comuni. Le infezioni da microbi multiresistenti sono particolarmente preoccupanti, poiché possono trasformare malattie di facile trattamento, come mal di gola o infezioni del tratto urinario, in vere e proprie complicazioni talvolta anche mortali. Inoltre questo ha anche una ripercussione economica. Infatti, il costo per il trattamento di un’infezione da batteri sensibili agli antibiotici può passare da pochi euro a svariate centinaia di euro nel caso in cui il batterio abbia sviluppato una farmaco-resistenza.
L’innovazione all’interno del meccanismo di azione di questo nuovo antibiotico
Arilomicine: ottimizzazione chimica
Il team, guidato dal biologo evoluzionista Peter Smith presso Genentech, in California, iniziò a lavorare con una classe di composti naturali chiamati arilomicine. Questi composti erano in grado di penetrare nella parete esterna dei gram-negativi, ma mostravano difficoltà a legarsi al loro bersaglio, un enzima incorporato nella membrana interna che si protende nello spazio tra le pareti interne ed esterne. Così Smith e colleghi hanno “ottimizzato chimicamente” un’arilomicina in modo che il farmaco potesse raggiungere più facilmente il bersaglio e legarsi all’enzima.
La nuova molecola G0775 ed i primi risultati
La nuova molecola così creata, soprannominata G0775, risulta essere 500 volte più potente di un’arilomicina naturale contro alcune delle più grandi minacce batteriche gram-negative per l’uomo, tra cui Escherichia coli, Klebsiella Pneumoniae, Pseudomonas Aeruginosa, e Acinetobacter Baumannii. La sua elevata efficacia nei confronti dei batteri risiede nel suo meccanismo d’azione diverso rispetto ad altri agenti antibatterici. Essa, invece di indebolire le pareti cellulari o disabilitare la produzione di certe proteine, inibisce un enzima nella membrana cellulare (SPase peptidasi di tipo I) utile ai batteri per secernere le proteine.
Quando è stata testata contro un ceppo notoriamente resistente, Klebsiella Pneumoniae, capace di resistere a 13 diverse classi di antibiotici, G0775 si è dimostrata in grado di combattere efficacemente questo batterio in esperimenti effettuati in vitro. G0775 ha anche dimostrato in modelli animali la sua capacità di bloccare infezioni causate da sei diversi ceppi, di cui quattro costituiti da batteri gram-negativi. I prossimi studi prevedono i saggi per valutare il livello di sicurezza prima di essere impiegati sull’uomo.
“Siamo davvero entusiasti”, dice il dr. Smith. “Abbiamo apportato le modifiche necessarie affinché le molecole siano in grado di colpire il bersaglio.”
La strada verso la clinica è ancora lunga
Come già detto, il composto è stato testato finora solo contro i batteri in laboratorio e nei topi. Tuttavia, il nuovo lavoro è un “tour de force”, afferma il microbiologo Lynn Silver, che per oltre 20 anni ha sviluppato antibiotici presso Merck. Egli definisce il composto “un candidato molto promettente contro agenti patogeni altamente resistenti agli antibiotici”. Ma la storia per l’approvazione degli antibiotici è piena di composti che in seguito ai primi promettenti risultati si sono poi rivelati tossici negli animali più grandi o durante i primi studi sull’uomo o che semplicemente non hanno mantenuto la loro efficacia. Inoltre, secondo uno studio su dati storici, solo un candidato su cinque che inizia la sperimentazione sull’uomo verrà approvato per il trattamento sui pazienti.
Ulteriori letture per approfondimenti
- Temming. “Superbugs may meet their match in these nanoparticles“. Science News, Vol. 192, November 11, 2017, p. 7.
- Eaton. “Live antibiotics use bacteria to kill bacteria“. Science News, Vol. 191, June 24, 2017, p. 22.
- Cunningham. “New rules for cellular entry may guide antibiotic development“. Science News, Vol. 191, June 10, 2017, p. 8.
Maria Di Naro
