Una nuova strategia per uccidere i batteri resistenti ai farmaci

Una nuova strategia per uccidere i batteri resistenti ai farmaci
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Un gruppo di ricercatori giapponesi è riuscito a mettere a punto un metodo per uccidere i batteri resistenti agli antibiotici. L’idea consiste nello sfruttare i meccanismi con cui certi batteri si “nutrono di ferro” attraverso il sistema di acquisizione del gruppo Eme, ossia quel gruppo chimico che permette alle proteine di legarsi al ferro.

Sfruttando la stessa strategia del mitico cavallo di Troia che ha provocato la caduta della città di Troia, un gruppo di ricercatori giapponesi è riuscito a mettere a punto un composto in grado di insinuarsi nei batteri e provocare un vero e proprio caos metabolico. Il tutto sfruttando il loro naturale sistema di acquisizione del gruppo Eme.

I ricercatori hanno lavorato sullo Pseudomonas aeruginosa, un pericoloso batterio che causa infezioni negli ambienti ospedalieri e nelle persone con sistema immunitario indebolito. Può causare infezioni del sangue e polmonite e le infezioni gravi possono essere mortali. I risultati di questo lavoro sono stati riportati sulla rivista ACS Chemical Biology .

 

Il nuovo composto che si mimetizza nei meccanismi di nutrimento dei batteri

Per vivere questo batterio ha bisogno di acquisire ferro che è di difficile accesso dal corpo umano. Pseudomonas aeruginosa ha sviluppato un meccanismo tramite il quale secerne una proteina chiamata HasA che è in grado di aggrapparsi al gruppo Eme nel sangue dell’uomo.

Il complesso risultante viene quindi riconosciuto da un recettore presente sulla membrana del batterio chiamato HasR e quindi consente l’ingresso del gruppo Eme nella cellula batterica.

Il professor Professor Osami Shoji dell’Università giapponese di Nagoya e il suo team hanno sviluppato una sostanza in grado di sfruttare gli stessi sistemi di acquisizione dei gruppi Eme dei batteri.  La polvere sviluppata è formata di HasA e dal pigmento di ftalocianina di gallio (GaPc), che, quando applicato a una coltura di Pseudomonas aeruginosa, viene consumato dai batteri.

La luce che da il colpo di grazia ai batteri

Per uccidere i batteri i ricercatori hanno quindi applicato degli specifici fasci di luce in grado di uccidere selettivamente solo i batteri che avevano “fatto entrare il cavallo di Troia” del gruppo Eme.

“Quando il pigmento è esposto alla luce del vicino infrarosso, all’interno delle cellule batteriche si generano specie di ossigeno reattivo dannoso”, ha affermato Shoji. Durante il test, oltre il 99,99 percento dei batteri sono stati uccisi a seguito del trattamento con un micromolare di HasA legato a GaPc, seguito da esposizione a dieci minuti di irradiazione.

 

Perché è difficile che i batteri sviluppino nuove resistenze

La strategia ha funzionato anche su altri batteri in cui è presente il recettore HasR.

Poiché il sistema di acquisizione del gruppo Eme è essenziale per la sopravvivenza di Pseudomonas aeruginosa, è improbabile che i batteri sviluppino resistenza alla questa nuova strategia di trattamento.

Inoltre come spiegano i ricercatori, ”i nostri risultati supportano l’uso di proteine del gruppo Eme artificiali come cavallo di Troia per fornire selettivamente antimicrobici ai batteri bersaglio, consentendo la loro sterilizzazione specifica ed efficace, indipendentemente dalla resistenza agli antibiotici”.

 

 

Fonti:
http://en.nagoya-u.ac.jp/
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.9b00373

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