Nuova arma contro l’antibiotico-resistenza, la produce un patogeno della canna da zucchero
Gli scienziati hanno scoperto che una potente tossina vegetale, chiamata albicidina, ha un potere battericida unico nel suo genere, che la proietta di diritto tra le armi più promettenti nella guerra contro l’antibiotico-resistenza, la capacità dei batteri di adattarsi e diventare resistenti all’attività dei farmaci antimicrobici esistenti. Prodotta da un patogeno della canna da zucchero, lo Xanthomonas albilineans che causa devastanti ustioni fogliari, si pensa che venga utilizzata dalla specie batterica per attaccare la pianta e consentirne la sua diffusione. La sua azione battericida è conosciuta da tempo, in particolare nei confronti di specie come Escherichia coli e Staphylococcus aureus, due dei patogeni sotto sorveglianza per via della loro crescente resistenza agli antibiotici. Tuttavia, ciò che finora non era stato completamente compreso è il modo in cui l’albicidina uccide questi microrganismi.
Tale limite ha ostacolato il suo sviluppo farmaceutico, ma il team di ricerca guidato dal dottor Dmitry Ghilarov del John Innes Centre di Norwich, Regno Unito, insieme ai colleghi dei laboratori del professor Roderich Süssmuth della Technische Universität di Berlino, in Germania, e del professor Jonathan Heddle dell’Università Jagellonica di Craconia, in Polonia, ha sfruttato i progressi della microscopia crioelettronica per rivelare esattamente come l’albicidina interagisce con il suo bersaglio, l’enzima batterico DNA girasi, o semplicemente “girasi”.
Questo enzima, spiegano gli studiosi, normalmente si lega al DNA e, attraverso un serie di movimenti, lo torce in un processo chiamato superavvolgimento, vitale per il corretto funzionamento delle cellule. L’albicidina interferisce con tale processo, interagendo sia con la girasi dei batteri sia con il loro DNA.
L'albicidina, la nuova arma contro i batteri resistenti agli antibiotici
Il meccanismo d’azione dell’albicidina, dettagliato in un articolo appena pubblicato sulla rivista scientifica Nature Catalisys, sfrutta un tallone d’Achille della girasi. Affinché compia il suo lavoro, questo enzima deve tagliare temporaneamente la doppia elica del DNA, ruotare i suoi filamenti e riunirli rapidamente, ma l’albicidina impedisce che ciò che accada, ostacolando il completamento del ciclo catalitico.
“L’albicidina – precisa il team – utilizza un doppio meccanismo di legame in cui un’estremità della molecola ostruisce l’interfaccia cruciale del dimero girasi, mentre l’altra si intercala tra i frammenti del substrato di DNA scisso”. Di conseguenza, l’azione dell’alcibidina non permette che il DNA venga risaldato, il che provoca la morte della cellula batterica.
Tale meccanismo d’azione “è sufficientemente diverso da quello di antibiotici esistenti, per cui è probabile che la molecola e i suoi derivati siano efficaci contro molti degli attuali batteri resistenti agli antibiotici” ritengono gli studiosi. “Sembra che, per la natura dell’interazione, l’albicidina si rivolga a una parte davvero essenziale dell’enzima ed è difficile per i batteri sviluppare una resistenza a questo – afferma il dottor Ghilarov – . Ora che abbiamo una comprensione strutturale, possiamo cercare di sfruttare ulteriormente questa tasca legante e apportare ulteriori modifiche all’albicidina per migliorarne l'efficacia e le proprietà farmacologiche”.
Questa seconda parte del lavoro di ricerca è già cominciata, con la sintesi chimica di varianti dell’albicidina con proprietà migliorate, che nei test di laboratorio sono risultate efficaci contro alcune delle più pericolose specie batteriche che causano infezioni nosocomiali, tra cui Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Salmonella typhimurium.
“Crediamo – conclude il dottor Ghilarov – che siano tra i nuovi candidati antibiotici più entusiasmanti degli ultimi anni, con efficacia estremamente elevata in piccole concentrazioni e grande potenza contro i batteri patogeni, anche quelli resistenti ad antibiotici ampiamente utilizzati, come i fluorochinoloni”.
