Modificare la programmazione genetica di qualcuno è più facile di quanto si possa pensare. Mentre le tecniche per alterare il DNA a livello molecolare stanno diventando più ampiamente utilizzate, è anche possibile semplicemente attivare o disattivare i geni senza modificare in modo permanente il materiale genetico sottostante. Ciò significa che possiamo influenzare le istruzioni genetiche che vengono inviate al corpo di un organismo modificando il suo ambiente o con farmaci.

Questo campo dell'"epigenetica" sta già aiutando i medici a capire come funzionano alcune malattie, perché l'esercizio fisico può essere così vantaggioso, e come potremmo essere in grado di alterare il processo di invecchiamento. Ma io e i miei colleghi stiamo cercando di indagare sul ruolo dell'epigenetica nei batteri.

Recentemente abbiamo studiato un possibile modo per influenzare l'epigenetica batterica che potrebbe essere in grado di fermare le infezioni senza l'uso di farmaci antibiotici. E dato che molti batteri stanno diventando resistenti agli antibiotici esistenti, che potrebbe aprire un nuovo modo vitale di curare le malattie.

Il nostro studio ha esaminato il batterio Acinetobacter baumannii, che è una delle principali cause delle infezioni che le persone possono contrarre negli ospedali e che uccide fino al 70% delle persone infette. Gli antibiotici non funzionano più su alcuni ceppi di A. baumannii e l'Organizzazione mondiale della sanità lo ha recentemente classificato come la più grande minaccia batterica per la salute umana.

Abbiamo già alcuni cosiddetti farmaci antivirulenza che non uccidono i batteri ma li rendono innocui in modo che il sistema immunitario del corpo possa eliminarli senza lasciare indietro nessuno per diventare resistenti al farmaco. Trovare un modo per influenzare l'epigenetica dei batteri, rendendo gli insetti innocui, potrebbe aiutarci a creare nuovi farmaci antivirali che darebbero un enorme contributo alla medicina.

Per avviare questo processo ci siamo prima rivolti all'epigenetica umana. Il modo più comune per influenzare la nostra epigenetica è aggiungere un piccolo tag molecolare al nostro materiale genetico che attiva o disattiva un gene correlato. In particolare, possiamo aggiungere un tag noto come gruppo acetile a un'importante proteina chiamata istone.

L'istone organizza le nostre molecole di DNA lunghe 2 m in modo che possano adattarsi perfettamente alle nostre cellule lunghe 100 micrometri. L'aggiunta del tag acetile è un meccanismo naturale utilizzato dalle cellule per modificare il modo in cui l'istone interagisce con il DNA. L'aggiunta dei tag acetile normalmente attiva alcuni geni, nel senso che cambiano il modo in cui si comporta la cellula. I fallimenti in questo processo di modificazione dell'istone sono legati ai tumori, malattie cardiovascolari e molti disturbi neurodegenerativi.

Le cellule batteriche hanno la loro versione dell'istone nota come HU, che organizza il loro DNA ed è coinvolto nel far funzionare tutte le sue funzioni. Batteri che sono indicati come "Gram-positivi", come quelli nel nostro sistema digestivo che ci aiutano a scomporre il cibo, non può sopravvivere senza lavorare HU. E "batteri Gram-negativi", che sono tipicamente quelli che ci fanno ammalare come la Salmonella enterica, diventare molto meno dannoso senza HU.

Nuovi farmaci

Nel nostro studio, abbiamo scoperto che l'aggiunta di un tag acetile a HU ha influenzato in modo significativo il modo in cui ha interagito con il DNA. Ciò significa che è altamente probabile che tale modifica produca cambiamenti epigenetici, influenzando il modo in cui i batteri crescono e infettano altri organismi. Quindi, se possiamo creare farmaci che apportano questi cambiamenti alle proteine ​​batteriche in questo modo, potremmo avere un nuovo modo per fermare le infezioni.

Questa è una sfida davvero importante in medicina in questo momento, perché i batteri resistenti agli antibiotici ne uccidono 700, 000 persone all'anno in tutto il mondo. Se non troviamo nuovi trattamenti, il bilancio delle vittime annuo potrebbe salire a 10 milioni entro il 2025.

Una volta verificato il legame tra specifici cambiamenti epigenetici e infezione batterica, possiamo iniziare a cercare sostanze che alterino l'epigenetica dei batteri in questo modo per renderli meno dannosi. Esistono già diverse molecole che prendono di mira l'epigenetica umana in modo simile durante lo sviluppo preclinico o negli studi clinici. Quindi un farmaco che "spegne" la capacità dei batteri di causare infezioni potrebbe non essere troppo lontano.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.