Man mano che i batteri pericolosi diventano più esperti nell'eludere gli antibiotici, i ricercatori stanno cercando nuovi modi per contrattaccare. Piuttosto che progettare nuovi farmaci da zero, alcuni scienziati stanno cercando modi per bloccare le manovre evasive dei microbi. Se la resistenza può essere interrotta, i farmaci attuali dovrebbero rimanere efficaci.

Questo concetto è dimostrato in un nuovo studio della Washington University School of Medicine di St. Louis. I ricercatori hanno scoperto composti che bloccano la resistenza a un'importante classe di antibiotici chiamati tetracicline. Se sviluppato in un farmaco, tale composto potrebbe essere somministrato in combinazione con una tetraciclina, se l'infezione diventa resistente alla sola tetraciclina. Questi tipi di composti non hanno un effetto antimicrobico diretto:se somministrati da soli, non ucciderebbero i batteri. Anziché, abbattono la capacità dei batteri di sopravvivere al trattamento con antibiotici specifici.

La ricerca, eseguita in batteri cresciuti in laboratorio, è pubblicato l'8 maggio sulla rivista Natura chimica biologia .

"Questi composti inibiscono la capacità dei batteri resistenti alla tetraciclina di distruggere la tetraciclina, " ha detto il co-autore senior Gautam Dantas, professore associato di patologia e immunologia. "Stiamo potenziando il meccanismo di resistenza dei batteri in grado di distruggere la tetraciclina. Se questi insetti non riescono più a masticare questo antibiotico, sono ri-sensibilizzati agli effetti del farmaco".

Le tetracicline sono prescritte per un'ampia varietà di infezioni batteriche, compresa la polmonite e altre infezioni delle vie respiratorie; acne e altre infezioni della pelle; infezioni dell'apparato genitale e urinario; e l'infezione batterica che causa ulcere allo stomaco. Sono anche ampiamente utilizzati nelle grandi operazioni agricole, comprese le industrie lattiero-casearie e ittiche.

Nonostante l'uso diffuso delle tetracicline, le infezioni batteriche non hanno ancora dimostrato una resistenza aggressiva a questi farmaci attraverso meccanismi di distruzione. Alcuni batteri sono resistenti alle tetracicline con altri mezzi, come pompare il farmaco fuori dalla cellula o impedire al farmaco di raggiungere il suo obiettivo, ma queste strategie non sono efficaci quanto la distruzione completa del farmaco. Dantas ha affermato che le condizioni sono favorevoli affinché questo tipo distruttivo di resistenza aumenti.

I ricercatori hanno scoperto questi composti inibitori della resistenza conducendo prima indagini genetiche sui batteri che vivono nei suoli di diverse parti del paese; erano interessati a comprendere l'entità della resistenza agli antibiotici presente nei batteri che vivono nell'ambiente. Utilizzando una tecnica genomica che il laboratorio di Dantas ha contribuito a sviluppare, i ricercatori in precedenza avevano isolato piccoli frammenti di DNA batterico dal suolo e analizzato quei pezzi per i geni che possono conferire resistenza agli antibiotici nei batteri infettivi. Questi studi hanno dimostrato che i batteri del suolo sono ricchi di geni che, se trasferiti in batteri che causano malattie, permetterebbero ai batteri di sopravvivere al trattamento con molti antibiotici comuni.

Secondo Dantas, un insieme di geni si è distinto perché i ricercatori non sono riusciti a trovare queste sequenze elencate in nessun database genomico, e questi nuovi geni hanno permesso ai batteri di abbattere gli antibiotici tetracicline, un problema che non si è ancora manifestato nei tanti pazienti trattati con tetracicline.

Sebbene i geni non siano ancora ampiamente presenti nei batteri che causano infezioni, Dantas e il suo team hanno determinato che i geni erano ad alto rischio di diffusione a causa dell'uso diffuso delle tetracicline e del fatto che anche l'uso appropriato di antibiotici favorisce la sopravvivenza dei batteri resistenti. Inoltre, alcuni dei geni di resistenza appena scoperti si trovavano vicino a sezioni del genoma batterico note per essere in grado di saltare tra batteri anche lontanamente imparentati. I geni di resistenza consentono ai batteri di produrre proteine ​​che i ricercatori hanno soprannominato tetraciclina destrutturasi a causa della loro capacità di rompere la tetraciclina.

Dantas ha stretto collaborazioni con gli autori co-senior Timothy A. Wencewicz, un assistente professore di chimica, e Niraj H. Tolia, dottorato di ricerca, professore associato di microbiologia molecolare, per determinare come funzionano queste destrutturasi e sviluppare inibitori che interferiscono con la loro capacità di rompere la tetraciclina. Dantas ha sottolineato l'importanza delle collaborazioni tra discipline per affrontare il complesso problema della resistenza agli antibiotici. In questo caso, i ricercatori stanno combinando competenze in genetica, chimica, microbiologia strutturale e analisi dei big data per la progettazione di inibitori delle tetracicline distruttisi.

I batteri che trasportano le tetracicline distruttisi non sono ancora al livello di pericolo rappresentato da superbatteri come le Enterobatteriacee resistenti ai carbapenemi (CRE), ma le loro strategie di resistenza funzionano in modo simile in termini di capacità di distruggere un antibiotico. L'anno scorso, un'infezione da CRE resistente a tutti gli antibiotici disponibili ha portato alla morte di una donna del Nevada con una storia recente di ricoveri al di fuori degli Stati Uniti.

La resistenza mirata ha avuto successo in alcune infezioni batteriche che sono diventate resistenti a un'altra importante classe di farmaci chiamati beta-lattamici, che include la penicillina. Gli inibitori della tetraciclina destrutturasi svolgerebbero una funzione simile agli inibitori delle beta-lattamasi. Questi inibitori sono stati spesso sviluppati insieme ai farmaci beta-lattamici associati e hanno aiutato alcuni beta-lattamici a riacquistare la loro efficacia.

Sottolineando la tempestività della ricerca, Dantas ha affermato che ci sono prove che questi geni di resistenza alla tetraciclina destrutturasi stanno iniziando ad aumentare la minaccia per i pazienti con infezioni batteriche.

"Da quando abbiamo iniziato questo lavoro tre anni fa, una tetraciclina distruttosi ora è stata trovata presente in quattro dei sei patogeni più mortali, come definito dai Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie, "Dantas ha detto. "Questa è la nostra motivazione per lavorare per trovare inibitori della tetraciclina destrutturasi".