Nuovi approcci per affrontare i batteri resistenti agli antibiotici
Gli antibiotici non vengono utilizzati solamente per trattare semplici infezioni: anche gli interventi medici complessi, come la chemioterapia, i trapianti d’organo e la chirurgia cardiaca, dipendono infatti fortemente dall’efficacia di questi farmaci. «Impiegare in modo efficiente gli antibiotici di cui disponiamo è fondamentale», spiega Mariana Pinho, ricercatrice presso l’Università NOVA di Lisbona in Portogallo e coordinatrice del progetto ChronosAntibiotics. «Con il passare del tempo, i batteri si dotano di un’incredibile capacità di sviluppare resistenza a quasi tutti gli antibiotici.» Questo è uno dei motivi per cui lo sviluppo di nuovi antibiotici è un’operazione così impegnativa e costosa: tra le principali preoccupazioni, infatti, figura quella che un farmaco promettente possa diventare rapidamente obsoleto a causa della resistenza. Per molti nuovi composti, le aziende farmaceutiche decidono che la conduzione di studi clinici costosi e dispendiosi in termini di tempo, semplicemente, non vale la pena.
Nuovi metodi efficienti per effettuare lo screening degli antimicrobici
Il progetto ChronosAntibiotics, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, ha cercato di affrontare questa sfida clinica avvalendosi di un duplice approccio, il cui obiettivo iniziale era comprendere in modo migliore le modalità con cui si dividono i batteri. Il team del progetto si è concentrato sul batterio Staphylococcus aureus (S. aureus), un agente patogeno clinico. «Cogliendo i processi attraverso i quali si divide un patogeno, possiamo iniziare a pensare a nuovi metodi per prevenirne lo svolgimento nel corso di un’infezione», aggiunge Pinho. Il progetto ha avuto inizio con lo screening dei mutanti di S. aureus mediante microscopia a fluorescenza, susseguito dall’utilizzo dell’apprendimento automatico al fine di analizzare le cellule in maniera rapida ed efficiente. «In tal modo abbiamo potuto determinare lo stadio del ciclo cellulare di decine di migliaia di cellule e identificare mutanti specifici che vengono compromessi nella progressione di tale ciclo», spiega Pinho. «Abbiamo quindi studiato il ruolo biologico svolto dalle proteine mancanti in ciascun mutante, il che ci ha permesso di scoprire nuovi meccanismi di regolazione del ciclo cellulare e proteine precedentemente sconosciute, che risultano necessarie per la corretta segregazione dei cromosomi. Si tratta di fattori essenziali per la sopravvivenza dei batteri all’interno di un organismo ospitante infetto.»
Analizzare i composti per inibire la crescita batterica
Il secondo obiettivo del progetto è stato quello di sviluppare tecniche più efficienti per lo screening dei composti antimicrobici, una finalità perseguita mediante una migliore comprensione dei processi cellulari dei batteri. Il team ha sviluppato ceppi batterici che diventano fluorescenti in presenza di composti progettati per inibire la crescita dei batteri. «Ci eravamo proposti di realizzare ceppi che rispondessero alla presenza di una certa classe di antibiotici, oppure all’inibizione delle vie metaboliche da noi selezionate come bersaglio», spiega Pinho. «Ciò potrebbe includere l’inibizione della sintesi della parete cellulare, della biosintesi degli acidi grassi o della sintesi del DNA.» Pinho e la sua équipe ritengono che questi ceppi batterici potrebbero consentire di aumentare l’efficacia dello screening e dello studio di nuovi potenziali antibiotici.
Comprendere la biologia degli agenti patogeni
Per quanto riguarda il primo obiettivo, Pinho ritiene che il progetto abbia apportato un prezioso contributo a un’area di importanza critica dell’assistenza clinica sanitaria. «Cogliere la biologia degli agenti patogeni è una finalità sempre importante», afferma l’esperta. «Non posso essere certa che le nostre scoperte permetteranno di accelerare in modo diretto la scoperta di nuovi antibiotici; ciononostante, se non cerchiamo di comprendere meglio questi organismi, limiteremo la nostra capacità di sviluppare nuove strategie antimicrobiche.» Per quanto riguarda il secondo obiettivo, Pinho osserva che è necessario ottimizzare ulteriormente la tecnologia di screening, augurandosi tuttavia che questa innovazione possa alla fine portare alla scoperta di nuovi composti antimicrobici. «Un’altra eredità a lungo termine di questo progetto sarà rappresentata dai nuovi scienziati che sono stati formati nel corso del suo svolgimento», aggiunge la ricercatrice, che conclude: «La nostra speranza è che continuino a lavorare su questo tema, giungendo infine a dirigere laboratori propri.»
Parole chiave
ChronosAntibiotics, batteri, biologia, farmaci, antimicrobici, antibiotici