L'antibiotico prodotto dal microbiota uccide i batteri disturbando il metabolismo energetico
Un gruppo di ricerca delle Università di Tubinga e Göttingen e del Centro tedesco per la ricerca sulle infezioni ha studiato le modalità d'azione di una nuova classe di antibiotici altamente efficaci contro gli agenti patogeni multiresistenti. I cosiddetti fibupeptidi ostacolano l'approvvigionamento energetico della cellula batterica, causandone la morte. I risultati della ricerca sono stati pubblicati di recente sulla rivista Angewandte Chemie.
Nel 2016 uno studio del gruppo di ricerca di Tubinga guidato dal Prof. Andreas Peschel ha scoperto il primo fibupeptide. Viene prodotto dal microbiota e gli scienziati lo chiamano lugdunina. La lugdunina ha una struttura chimica insolita e costituisce quindi un potenziale prototipo per una classe completamente nuova di antibiotici. Tra le altre cose, è efficace contro lo Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA). Le infezioni da MRSA sono particolarmente temute negli ospedali, dove spesso colpiscono pazienti immunocompromessi. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista The Lancet Infectious Diseases nel novembre 2018, nel 2015 nella sola UE sono state registrate circa 670.000 infezioni da agenti patogeni multiresistenti con 33.000 decessi di pazienti.
I ricercatori hanno ora sintetizzato le variazioni chimiche della lugdunina e determinato gli elementi chimici strutturali responsabili dei suoi effetti, che danno anche indicazioni sulle modalità d'azione dell'antibiotico. "Ogni cellula batterica richiede un cosiddetto potenziale di membrana per vivere", spiegano gli autori. "Ciò significa che un agente patogeno ha bisogno di diverse concentrazioni di particelle caricate elettronicamente nella cellula rispetto all'ambiente esterno. I fibupeptidi come la lugdunina sono in grado di trasportare ioni idrogeno caricati positivamente attraverso la membrana e di conseguenza dissipare questo potenziale di membrana, con conseguente blocco dell'energia. Quindi la cellula batterica muore".
L'aumento della resistenza agli antibiotici rappresenta un ostacolo nel trattamento delle infezioni batteriche. Molti dei nuovi antibiotici attualmente utilizzati sono solo marginalmente diversi dagli antibiotici contro i quali esiste già una nota resistenza multifarmacologica. È solo questione di tempo, ma presto anche questi nuovi farmaci diventeranno inefficaci. "Di conseguenza, c'è un enorme interesse per nuove sostanze antibiotiche come la lugdunina e per le loro modalità d'azione", sottolinea Stephanie Grond, professore di chimica organica e di ricerca sui composti naturali presso l'Università di Tubinga.
Sono necessari ampi studi preclinici e clinici per chiarire se i fibupeptidi possano essere utilizzati in futuro come agenti terapeutici. I ricercatori intendono scoprire se la lugdunina e le sostanze correlate siono efficaci e sicure per il trattamento di agenti patogeni multifarmacoresistenti.
Fonti: Schilling NA, Berscheid A, Schumacher J, Saur JS, Konnerth MC, Wirtz SN, Beltrán-Beleña JM, Zipperer A, Krismer B, Peschel A, Kalbacher H, Brötz-Oesterhelt H, Steinem C, Grond S. Synthetic Lugdunin Analogues Reveal Essential Structural Motifs for Antimicrobial Action and Proton Translocation Capability. Angew Chem Int Ed Engl. 2019 May 6. doi: 10.1002/anie.201901589.
Universität Tübingen. Antibiotic Produced by the Microbiome kills Bacteria by Disturbing Energy Metabolism. 05/28/2019