In un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura il 3 ottobre, un gruppo di scienziati provenienti da Brasile e Francia descrive una nuova strategia che potrebbe essere utile per trattare l'infezione da agenti patogeni resistenti ai farmaci.

Il progetto mira ad aumentare l'efficienza della lotta contro i batteri bacilli, batteri a forma di bastoncino o cilindrici che comprendono diverse specie che causano malattie nell'uomo, come Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Helicobacter pylori.

"I nostri risultati aprono la strada allo sviluppo di antibiotici che hanno un meccanismo d'azione completamente diverso da quello dei farmaci usati oggi, " ha detto Andréa Dessen, coordinatore del progetto. Dessen fa ricerca presso l'Istituto di Biologia Strutturale (IBS) di Grenoble, Francia, e anche al National Bioscience Laboratory (LNBio) di Campinas, Stato di San Paolo, Brasile.

Migliorando la conoscenza scientifica dei processi relativi alla formazione delle pareti cellulari batteriche, strutture semirigide che avvolgono l'intero microrganismo e sono essenziali per la sua sopravvivenza, il progetto ha studiato i modi per rendere i batteri del tipo bacillo più vulnerabili e incapaci di riprodursi.

"La parete cellulare è una maglia come una rete da pesca composta in gran parte da peptidoglicano, una miscela polimerizzata di zuccheri e amminoacidi associati a peptidi, " Ha spiegato Dessen. "Protegge il batterio dalle differenze di pressione osmotica e assicura che la cellula abbia la forma giusta. Contiene anche vari fattori di virulenza [molecole che aiutano i batteri a eludere le difese del sistema immunitario e a infettare le cellule ospiti]".

Subito dopo la divisione cellulare, alcune proteine ​​dei bacilli devono legarsi per assicurare che le cellule figlie abbiano pareti cellulari con la forma allungata adeguata. Questo legame forma un complesso multiproteico chiamato elongosoma. Il gruppo è riuscito per la prima volta a isolare la parte centrale del complesso formato dalle proteine ​​PBP2 e MreC ea chiarirne la struttura tridimensionale.

Per fare questo, hanno usato la cristallografia a diffrazione di raggi X, una tecnica che consiste nel cristallizzare proteine ​​e osservare come il cristallo disperde un raggio di raggi X incidenti. "In questo modo, è stato possibile capire come interagiscono le due molecole e progettare modi per inibire questa interazione, " ha detto Dessen.

Il passo successivo è stato quello di ingegnerizzare versioni mutanti di MreC con alterazioni negli amminoacidi situati nella regione dell'interfaccia con PBP2. Saggi in vitro hanno mostrato che la proteina modificata non era più in grado di interagire con PBP2 per formare il complesso.

I ceppi del batterio H. pylori geneticamente modificati per esprimere la proteina mutante MreC sono stati prodotti in collaborazione con i ricercatori dell'Istituto Pasteur francese. Il gruppo ha scoperto che quando questi microrganismi venivano posti in un piatto di coltura per crescere, non furono in grado di acquisire la forma della capsula e morirono rapidamente. "L'alterazione apportata a MreC ha davvero influenzato la forma della parete cellulare, " Ha detto Dessen. "Quindi l'esperimento ha dimostrato l'importanza del complesso PBP2-MreC per l'allungamento della parete e la sopravvivenza dei bacilli. Questa conoscenza può essere utilizzata per cercare molecole in grado di interrompere l'interazione tra queste proteine ​​e quindi uccidere il bacillo".

In linea di principio, la strategia è efficace solo contro specie con pareti cellulari allungate. Questo gruppo comprende Acinetobacter baumannii, che l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) considera oggi uno dei patogeni più pericolosi perché ha acquisito resistenza alla maggior parte dei farmaci disponibili. Un'altra grave minaccia, secondo Dessen, è la specie Klebsiella pneumoniae, che ha anche un allungamento. "Una donna recentemente ricoverata in ospedale negli Stati Uniti è morta per infezione da un ceppo di K. pneumoniae resistente a 26 diversi antibiotici. Il problema dei batteri resistenti ai farmaci è serio e non è stato oggetto di adeguata attenzione né dai governi né dall'industria farmaceutica. Non possiamo più ignorarlo, " ha detto Dessen.