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L'antibiotico naturale spoglia i batteri delle loro difese

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La nuova ricerca trova che un antibiotico insetto-derivato può distruggere la membrana protettiva di alcuni dei batteri resistenti alla droga più prevalenti. Ciò potrebbe aprire la strada per una nuova classe di antibiotici che potrebbero contribuire ad affrontare la crisi corrente di farmacoresistenza.

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Negli Stati Uniti, le cause di resistenza a antibiotici oltre 2 milione malattie e 23.000 morti ogni anno.

L'organizzazione mondiale della sanità (WHO) ha esaminato mezzo milione di persone ed ha trovato che i cinque batteri resistenti alla droga più comuni sono:

Escherichia coli

Klebsiella pneumoniae

Staphylococcus aureus

Streptococcus pneumoniae

Salmonella

Ad eccezione dei pneumoniae dello S., tutti i sopra sono batteri gram-negativi. Il nome viene da Hans Christian Gram, un medico che ha sviluppato la prova di grammo. Ciò è una prova chimica della macchia che divide i batteri in gram-positivo ed in gram-negativo.

L'individuazione dei modi nuovi di distruggere i batteri gram-negativi è una sfida importante, con alcune implicazioni importanti per la crisi di salute pubblica crescente che è la resistenza antimicrobica.

La nuova ricerca può trovare un modo penetrare le difese di questi batteri. Gli scienziati all'università di Zurigo (UZH) in Svizzera hanno trovato quel thanatin, un antibiotico naturale prodotto da un insetto chiamato l'insetto spined del soldato, possono attaccare le membrane esterne dei batteri gram-negativi.

John A. Robinson, dal dipartimento di chimica a UZH, è la corrispondenza e l'autore ultimo di nuova carta, che recentemente è stata pubblicata nella scienza del giornale avanza.

Fermata dei meccanismi dell'autodifesa dei batteri

Robinson spiega la motivazione per lo studio recente, ad esempio, «malgrado gli sforzi enormi dai ricercatori accademici e dalle ditte farmaceutiche, ha provato molto difficile identificare gli efficaci nuovi obiettivi batterici per la scoperta antibiotica.»

«Una delle sfide principali sta identificando i nuovi meccanismi di azione antibiotica contro i batteri gram-negativi pericolosi.»

Come Robinson e colleghi spieghi in loro carta, una membrana esterna asimmetrica protegge i batteri gram-negativi. Questo doppio strato si compone delle molecole del lipopolysaccharide (LPS) sui glicerofosfolipidi della membrana e dell'esterno nello strato interno.

I ricercatori hanno usato un modello di Escherichia coli e degli studi obbligatori in vitro per provare se il thanatin antibiotico può legare a determinate proteine chiamate «proteine del Lpt,» che creano un ponte dalla membrana interna alla membrana esterna di doppio strato che protegge i batteri gram-negativi.

Questo ponte poi è utilizzato per trasportare le molecole dei LPS al lato esterno della membrana, creante una barriera difensiva.

Le analisi del laboratorio hanno trovato che blocchetti di thanatin le interazioni fra le proteine che sono richieste per formare il ponte. Ciò significa che le molecole dei LPS non possono raggiungere la loro destinazione, impedente l'intera membrana esterna asimmetrica protettiva formarsi. Senza sue difese, il batterio soccombe all'antibiotico.

«Questi risultati,» dica gli autori, «evidenziano un nuovo paradigma per un'azione antibiotica, mirante ad una rete dinamica delle interazioni della proteina-proteina richieste per il montaggio del complesso del Lpt in Escherichia coli.»

«I risultati inoltre identificano un peptide naturale come punto di partenza per lo sviluppo dei candidati clinici potenziali che mirano agli agenti patogeni batterici gram-negativi pericolosi,» essi aggiungono.

Osservazioni di Robinson sui risultati, ad esempio, «questa che trova ci mostra un modo sviluppare le sostanze che specificamente inibiscono le interazioni della proteina-proteina in cellule batteriche.»

«Questo è un meccanismo senza precedenti di azione per un antibiotico ed immediatamente suggerisce i modi sviluppare le nuove molecole come antibiotici che mirano agli agenti patogeni pericolosi.»

John A. Robinson