Antibiotico-resistenza: una possibile soluzione con gli antibiotici di nuova classe

L’antibiotico-resistenza rappresenza un serio problema che si sta diffondendo minacciando la salute pubblica. Fra le possibili soluzioni arriva una nuova classe di composti che agiscono in modo duplice: uccidono i batteri patogeni resistenti ai farmaci ed aumentano la risposta immunitaria in modo rapido e simultaneo.

Gli scienziati dell’Istituto americano Wistar, coordinati da Farokh Dotiwala e Joseph Salvino, si sono concentrati su un percorso metabolico essenziale per la maggior parte dei batteri, ma che è assente negli esseri umani.

Si sono dunque focalizzati su questo “bersaglio ideale” per sviluppare i nuovi antibiotici. Il percorso si chiama metil-D-eritritolo fosfato (MEP) o “percorso non-mevalonato“, ed è responsabile della biosintesi degli isoprenoidi, le molecole necessarie per la sopravvivenza cellulare nella maggior parte dei batteri patogeni. Per bloccare questo percorso ed uccidere i germi, i ricercatori hanno mirato all’enzima IspH, essenziale nella biosintesi degli isoprenoidi. Poiché IspH è molto presente in vari batteri, questo approccio potrà essere efficace contro diversi ceppi.

Avvalendosi della modellazione al computer, i ricercatori hanno selezionanto i composti più potenti per inibire la funzione IspH, che saranno alla base per la creazione dei nuovi farmaci.

Gli inibitori IspH precedentemente disponibili non avevano la capacità di penetrare la parete cellulare batterica, ma con la collaborazione del prof. Wistar Joseph Salvino del Wistar Institute Cancer Center e co-autore senior dello studio, si sono potute sintetizzare le nuove molecole inibitrici dell’enzima IspH che sono in grado di entrare nei batteri.

Duplice azione: molecole che uccidono i batteri resistenti e migliorano la risposta immunitaria

I ricercatori hanno anche dimostrato che gli inibitori di IspH stimolavano il sistema immunitario con una più potente e specifica attività di uccisione batterica rispetto agli attuali antibiotici. Inoltre, tutti i composti testati si sono dimostrati non tossici per le cellule umane.

“Abbiamo adottato – spiega Dotiwala – una strategia creativa e duplice, per sviluppare nuove molecole in grado, da un lato, di uccidere i batteri resistenti ai farmaci e, dall’altro, di migliorare la risposta immunitaria naturale dell’ospite. Abbiamo, infatti, pensato – conclude l’esperto – che sfruttare il sistema immunitario per attaccare simultaneamente i batteri su due diversi fronti potesse rendere difficile lo sviluppo di meccanismi di resistenza”.

“L’attivazione immunitaria rappresenta la seconda linea di attacco della strategia DAIA“, ha riferito Kumar Singh, Ph.D., borsista post-dottorato del laboratorio Dotiwala e primo autore dello studio.

“Riteniamo che questa innovativa strategia DAIA possa rappresentare un potenziale punto di riferimento nella lotta mondiale contro l’AMR, creando una sinergia tra la capacità di uccisione diretta degli antibiotici e il potere naturale del sistema immunitario”, ha concluso Dotiwala.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature.

L’antibiotico resistenza cos’è?

La resistenza agli antibiotici è un meccanismo naturale di difesa dei batteri ed esiste da milioni di anni, tanto che i primi antibiotici impiegati in medicina sono stati estratti da funghi.

L’antibiotico-resistenza nasce dalla capacità dei microrganismi (batteri, funghi) di produrre dei loro antibiotici per difendersi ed poter attaccare altre forme di vita.

Nell’era moderna il problema è diventato molto più serio perché già a partire dalla metà degli anni ’40, l’uomo ha usato grandi quantità di antibiotici in medicina umana e veterinaria. Questo ha causato un aumento esponenziale del fenomeno naturale, infatti ogni volta che si usano antibiotici, solo i batteri resistenti sopravvivono diventando più forti e capaci di resistere e moltiplicarsi.

I due principali fattori esterni che favoriscono lo sviluppo e la diffusione di resistenza agli antibiotici sono:

• l’uso di antibiotici, che esercita una pressione ecologica sui microrganismi e contribuisce all’emergenza e alla selezione di batteri resistenti agli antibiotici nelle popolazioni;
• la diffusione e la trasmissione incrociata di batteri resistenti agli antibiotici tra gli esseri umani, gli animali e l’ambiente.

I batteri resistono agli antibiotici in modi diversi:

1. espellendo l’antibiotico,
2. rendendo la propria membrana impermeabile all’antibiotico,
3. modificando la struttura dell’antibiotico per renderlo inattivo,
4. modificando le proprie proteine con le quali l’antibiotico interagisce.  

Ma l’effetto che è più preoccupante a livello mondiale è l’antibiotico-resistenza sviluppata su più classi di antibiotici. Cioè, i batteri diventano “multi resistenti” e non vengono debellati da nessun antibiotico finora conosciuto.

Perché la resistenza agli antibiotici è un problema?

Come si può ben comprendere il trattamento delle infezioni dovute a batteri resistenti è un grave problema di sanità pubblica: gli antibiotici comunemente usati non sono più efficaci e i medici devono scegliere altri antibiotici. Ciò può ritardare l’inizio del trattamento efficace per i pazienti e causare complicanze, incluse invalidità permanenti e decesso. Inoltre, un paziente potrebbe aver bisogno di diversi antibiotici alternativi e maggiormente costosi, che potrebbero avere effetti collaterali più gravi.

L’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) ha dichiarato la resistenza antimicrobica come una delle 10 principali minacce per la salute pubblica globale contro l’umanità. Si stima che entro il 2050 le infezioni resistenti agli antibiotici potrebbero mietere 10 milioni di vite ogni anno e imporre un onere cumulativo di 100 trilioni di dollari all’economia globale. 

L’elenco dei batteri che stanno diventando resistenti al trattamento con tutte le opzioni antibiotiche disponibili è in crescita e pochi nuovi farmaci sono in cantiere, creando un urgente bisogno di nuove classi di antibiotici per prevenire le crisi di salute pubblica.

(Fonti e approfondimenti: 
- New class of antibiotics active against a wide range of bacteria
- Ministero della Salute - FAQ - Antibiotico-resistenza
- Come nasce l’antibiotico-resistenza?)