Batterio ospedaliero MRSA: Nuovo antibiotico scoperto

I rischi per la salute derivanti dalla diffusione sempre più ampia di batteri multiresistenti, chiamati comunemente «germi ospedalieri», hanno attirato crescente attenzione pubblica negli ultimi anni. Sono particolarmente pericolosi per i pazienti negli ospedali. In collaborazione con la società francese DEINOVE, un team di scienziati del dipartimento di Chimica Biologica guidato dal Prof. Dr. Roderich Süßmuth dell'Università Tecnica di Berlino ha scoperto una nuova classe di antibiotici lipopeptidici, che mostrano promettenti attività contro batteri multiresistenti. I risultati sono stati pubblicati nell'ultima edizione della rivista scientifica «Nature Chemical Biology».

Come riferito dal gruppo di lavoro di Roderich Süßmuth sulla rinomata rivista «Nature Chemical Biology», è stata individuata un'altra classe di principi attivi efficace contro questi batteri multiresistenti. Questi cosiddetti «germi ospedalieri» sono molto frequenti nel settore clinico e rappresentano un rischio particolare per i pazienti. Anche se esistono già numerosi batteri resistenti a più farmaci, il Staphylococcus aureus resistente alla meticillina, detto MRSA, è uno dei più noti. Può essere letale, soprattutto per pazienti con sistema immunitario indebolito. A causa delle resistenze ai farmaci antibiotici più diffusi, è difficile o impossibile combattere queste infezioni. Rapporti su prime infezioni «completamente resistenti» sottolineano l'importanza medica e sociale dello sviluppo di nuovi antibiotici, che si distinguano dalle strutture già in uso grazie a «nuove linee guida».

In lotta per risorse limitate, i microrganismi si combattono tra loro in natura

In collaborazione con la società francese DEINOVE, è stata studiata una collezione di ceppi batterici per la produzione di molecole con attività antibatterica. Con successo, poiché da una coltura del batterio «Microbacterium arborescens» è stata isolata una sostanza con forte attività contro MRSA e altri batteri patogeni. «Batteri e funghi rappresentano una fonte molto valida di principi attivi bioattivi, poiché in natura i microrganismi si combattono tra loro per risorse limitate. Possiamo sfruttare questa competizione», spiega Roderich Süßmuth.

Nel quadro del progetto finanziato dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), è stata dapprima chiarita la struttura chimica della molecola, successivamente chiamata Microvionin, e sono state ricostruite in laboratorio le biosintesi. Durante le ricerche, gli scienziati hanno scoperto qualcosa di inaspettato: il Microvionin è costituito da una parte peptidica e da una parte acilica, con tre delle amminoacidi modificate in modo tale da formare due strutture ad anello, rendendolo «bicyclico». Grazie a questa caratteristica struttura con un ponte tioeterico, il Microvionin può essere classificato tra i cosiddetti lanthipeptidi, una classe di peptidi sintetizzati dai ribosomi e modificati post-traduzionalmente (detti anche RiPPs). In diverse serie di esperimenti, gli scienziati hanno ricostruito la ciclizzazione della molecola e dimostrato che questa avviene grazie alla stretta cooperazione di due enzimi, che impedisce la formazione di sottoprodotti indesiderati. «Ci interessa anche molto la modifica insolita dell'acido grasso. Per la prima volta, sembra che in peptidi sintetizzati dai ribosomi convergano due vie biosintetiche, cioè i peptidi ribosomiali e le poliketidi, il cui interscambio non era stato osservato finora. È un aspetto molto interessante e continueremo a studiarlo intensamente», spiega Roderich Süßmuth.

Più di dieci composti geneticamente simili in natura – potenziali candidati per nuovi antibiotici

Soprattutto a causa della struttura e biosintesi inaspettate, gli scienziati hanno voluto scoprire se ci sono altri composti simili in natura. Con il metodo del «Genome Mining», si analizzano i genomi batterici per individuare specifici cluster di geni biosintetici. Anche in questo caso, gli scienziati di Roderich Süßmuth hanno fatto delle scoperte. Sono stati identificati più di dieci potenziali candidati. Da uno di questi ceppi è stato isolato un altro composto correlato, chiamato «Nocavionin». Roderich Süßmuth è sicuro che il gruppo di antibiotici, ora denominato «Lipolanthine», si amplierà presto: «Stiamo cercando di isolare anche gli altri molecole e di stabilire correlazioni tra struttura e attività biologica. Inoltre, ci interessa molto chiarire i passaggi rimanenti della biosintesi. Infine, speriamo di poter sviluppare il Microvionin in un farmaco utilizzabile. Siamo ancora all'inizio di questo progetto e sono curioso di vedere come procederà», conclude.

L'articolo su «Nature Chemical Biology»:

«Gli lipolanthine anti-stafilococcici sono lipoproteine sintetizzate dai ribosomi»
Vincent Wiebach, Andi Mainz, Mary-Ann J. Siegert, Natalia A. Jungmann, Guillaume Lesquame, Sophie Tirat, Assia Dreux-Zigha, Jozsef Aszodi, Dominique Le Beller & Roderich D. Süßmuth

Nature Chemical Biology volume 14, pagine 652–654 (2018), DOI: 10.1038/s41589-018-0068-6