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Molecole "stellate" come antibiotici del futuro?

Dopo le capsule a forma di stella di cui ho scritto pochi giorni fa (--> "Pastiglie stellate") , ecco arrivare le molecole stellate con la promessa di diventare gli antibiotici del futuro.

Il polimero peptidico stellato
Credit: University of Melbourne / Nature
Non si tratta, è bene precisare, di nulla che abbia attinenza con il movimento grillino, che lascio volentieri alle esternazioni su scie chimiche, chip di condizionamento cerebrale e vaccini ... (e qui mi taccio).
Mi riferisco invece più prosaicamente ai risultati pubblicati sulla rivista Nature Microbiology, riguardo molecole "a forma di stella" rivelatesi particolarmente efficaci nell'uccidere batteri Gram-negativi aventi resistenza multipla agli antibiotici in uso.

Un campo quello della ricerca di antibiotici di nuova generazione di fondamentale importanza nell'era dei superbatteri, una categoria eterogenea di batteri accomunati dalla resistenza agli antibiotici, conseguenza dell'utilizzo massiccio e senza controllo degli antibiotici (in agricoltura, allevamento di animali e sanità) negli ultimi 50 anni (vedi articoli precedenti --> qui).
In estrema sintesi le molecole stellate sono un miglioramento dei polimeri peptidici al cui interno si annoverano antibiotici naturali presenti in pressoché tutti gli organismi. La loro capacità di riconoscere prima e "bucare" (letteralmente) poi solo le membrane batteriche lasciando inalterate quelle dell'ospite è una conseguenza della maggior affinità per le membrane cariche negativamente, come appunto quelle batteriche. L'evoluzione è però un continuo processo di adattamento e di selezione, quindi quando le difese diventano efficaci è l'attaccante a "prendere l'iniziativa" con camuffamenti vari; questo spiega la capacità patogena di alcuni batteri rispetto alla "innocuità" di altri, anche se appartenenti alla stessa  specie.
I peptidi antimicrobici legano preferenzialmente le membrane cariche negativamente, come quelle batteriche
(credit: wikimedia commons).


La scoperta delle proprietà della struttura stellata è stata fatta da un team di ricercatori della università di Melbourne coordinato da Greg Qiao, che ne ha dimostrato non solo la maggiore efficacia battericida su ceppi resistenti ma anche l'ampia finestra terapeutica: la differenza tra la dose tossica e quella terapeutica è infatti prossima a 100, un valore estremamente alto e quasi senza uguali nel mondo farmacologico. I test sono stati condotti sia in vitro su colture di globuli rossi che in modelli animali.
A sinistra la parete batterica integra, a destra quella bucata dai peptidi stellati
(Credit: University of Melbourne / phys.org)


Ancora più importante il dato che non si ha alcuna evidenza di mutanti resistenti ai peptidi stellati,  nonostante le condizioni "facilitanti" create dagli sperimentatori. La ragione di questa "anomala" (evolutivamente parlando) difficoltà dei batteri viene verosimilmente dal fatto che la batteriotossicità è multilivello, quindi dovrebbero comparire mutazioni multiple nello stesso batterio (in un singolo passaggio) perché questo sopravviva.  Un dato estremamente promettente per l'utilizzo "sicuro" sul lungo termine di queste molecole.

Nel prossimo futuro i ricercatori cercheranno di ottimizzare i polimeri in modo da massimizzare lo spettro di utilizzo e raccogliere nuovi dati sulla loro sicurezza sul lungo periodo. 

Vi rimando ai tag tematici per approfondimenti sul tema --> "Superbatteri: come e perché" e --> "Antibiotici".
Volete vedere quanto è veloce la comparsa della resistenza agli antibiotici (in una piastra in laboratorio)? Guardate il video nell'articolo --> "L'evoluzione in diretta".



Fonte
- Combating multidrug-resistant Gram-negative bacteria with structurally nanoengineered antimicrobial peptide polymers.
Shu J. Lam et al. (2016) Nat Microbiol. 12;1(11):16162


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Il mio primo libro di Hawking risale all'inizio degli anni '90, quando volevvo distrarmi dalla "mia" scienza leggendo altre materie. Da allora non ho mai smesso di leggerlo. Questo, ahime, è il suo ultimo

Eric Kandel, Nobel, divulgatore, neuroscienziato. Che altro? Scrive libri appassionanti