Un approccio biofisico per combattere la resistenza agli antibiotici
Dalla scoperta della penicillina nel 1928, gli antibiotici sono stati utilizzati per combattere le infezioni batteriche, sia in ambito ospedaliero che in tutta la comunità, ma ogni volta che viene scoperto un nuovo antibiotico, emergono ceppi di resistenza batterica che rendono inefficace il trattamento. In questa corsa agli armamenti tra il mondo medico e quello batterico, sembrerebbe che l’umanità sia nello schieramento dei perdenti. «Molte delle principali aziende farmaceutiche, che erano le forze trainanti nella scoperta di nuovi antibiotici, hanno interrotto i loro programmi antimicrobici», spiega Nathalie Balaban, coordinatrice del progetto Tolerome e docente di biofisica presso l’Università ebraica di Gerusalemme, in Israele. «La scoperta di nuovi antibiotici non è considerata un valido modello di business: lo sviluppo di nuovi farmaci richiede anni e sono quindi pochissimi i nuovi antibiotici in cantiere». Alcuni ceppi batterici sono diventati resistenti a tutti gli antibiotici. Balaban segnala i rischi della comparsa e della diffusione incontrollata di un ceppo infettivo e resistente.
Prevedere l’evoluzione batterica
Il progetto Tolerome ha cercato di affrontare questa sfida sanitaria incombente attraverso l’acquisizione di una maggiore consapevolezza in merito all’evoluzione della resistenza batterica. Questo lavoro inizia in laboratorio, con l’esposizione dei batteri ai trattamenti antibiotici. «Siamo stati in grado di dimostrare che alcuni batteri in evoluzione sviluppano una proprietà definita tolleranza», afferma Balaban. «In questo stato, i batteri sono dormienti, ma abbiamo dimostrato che la tolleranza può essere un importante trampolino di lancio verso la resistenza agli antibiotici, in quanto i batteri tolleranti sono in grado di sopravvivere al trattamento antibiotico». Inoltre, Balaban e il suo gruppo di ricerca hanno collaborato con gli enti ospedalieri di Gerusalemme per esaminare le infezioni batteriche del sangue potenzialmente letali. I ceppi batterici sono stati quotidianamente sequenziati, mettendo i ricercatori in condizione di osservare l’evoluzione batterica in corso. «La stessa traiettoria evolutiva che abbiamo registrato in laboratorio si è presentata anche nel sangue», osserva Balaban. «Abbiamo potuto dimostrare che la tolleranza batterica è un problema clinico di cui si dovrebbe tenere conto nel trattamento delle infezioni batteriche». Un passaggio cruciale è stata l’applicazione di questi risultati ai modelli matematici, che hanno poi previsto il modo in cui i ceppi batterici si sarebbero evoluti. «Inserire i risultati all’interno di equazioni può essere uno strumento estremamente potente», spiega Balaban. «Mentre, a volte, è difficile osservare ciò che avviene in laboratorio, le modellizzazioni matematiche consentono una comprensione predittiva molto potente».
Trattamenti più efficaci
Questo pionieristico abbinamento della valutazione scientifica e della modellizzazione matematica promette di dare ai medici la possibilità di formulare previsioni migliori sulla rapida evoluzione della resistenza agli antibiotici il che, a sua volta, potrebbe portare alla prescrizione di trattamenti più efficaci. In particolare, Balaban ritiene che il progetto Tolerome apra la porta a un uso più efficiente degli antibiotici esistenti. Mentre la scoperta e lo sviluppo di nuovi composti per trattare le infezioni batteriche può richiedere anni, ci sono una serie di antibiotici disponibili che potrebbero essere efficaci se usati in combinazione. Ciò potrebbe anche prolungare il ciclo di vita di farmaci già commercializzati, riducendone le possibilità di obsolescenza. «Oggi disponiamo di queste conoscenze e di questa comprensione circa l’evoluzione batterica, la resistenza e la tolleranza agli antibiotici», afferma. «Sono certa che la possibilità di prevedere matematicamente la traiettoria di questa evoluzione ci aiuterà in futuro a individuare le combinazioni di farmaci in grado di bloccare o, quantomeno, di ritardare considerevolmente l’evoluzione della resistenza ai farmaci».
Parole chiave
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