Il colera è una malattia devastante per milioni di persone in tutto il mondo, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, e il tipo dominante di colera oggi è naturalmente resistente a un tipo di antibiotico solitamente usato come trattamento di ultima istanza.

I ricercatori dell'Università della Georgia hanno ora dimostrato che l'enzima che rende la famiglia El Tor di V. cholerae resistente a quegli antibiotici ha un meccanismo d'azione diverso da qualsiasi proteina comparabile osservata finora nei batteri. Comprendere questo meccanismo consente ai ricercatori di superare la sfida che presenta in un mondo con una crescente resistenza agli antibiotici. I risultati di questa ricerca sono pubblicati nel numero del 22 dicembre del Journal of Biological Chemistry .

Peptidi antimicrobici cationici, o CAMPI, sono prodotti naturalmente dai batteri e dal sistema immunitario innato degli animali e sono anche sintetizzati per l'uso come farmaci di ultima linea. I ceppi di colera raggiungono la resistenza ai CAMP mascherando chimicamente la parete cellulare del batterio, impedendo ai CAMP di vincolarsi, distruggendo il muro e uccidendo il batterio. Il gruppo di ricerca di M. Stephen Trent in Georgia aveva precedentemente dimostrato che un gruppo di tre proteine ​​effettuava questa modifica e chiariva le funzioni di due delle proteine. Il team ha riportato il ruolo della terza proteina, il pezzo mancante nella comprensione della resistenza al CAMP, nel nuovo documento.

L'ex studente laureato Jeremy Henderson ha condotto un progetto di ricerca che ha dimostrato che questo enzima, AlmG, attacca la glicina, il più piccolo degli amminoacidi, al lipide A, uno dei componenti della membrana esterna della cellula batterica. Questa modifica modifica la carica delle molecole di lipide A, impedendo ai CAMP di legarsi.

La modificazione del lipide A è un meccanismo di difesa osservato in altri batteri, ma la caratterizzazione biochimica dettagliata di AlmG ha mostrato che il modo in cui questo processo si è verificato nel colera era unico.

"È diventato evidente nel corso del nostro lavoro che il modo in cui [questo enzima] migliora la funzionalità dello scudo è molto diverso da quanto ci si aspetterebbe in base a ciò che sappiamo sui gruppi di enzimi che sembrano simili, " ha detto Henderson.

AlmG è strutturato in modo diverso dagli altri enzimi che modificano i lipidi A, con un diverso sito attivo responsabile dell'esecuzione della modifica. Inoltre, AlmG può aggiungere una o due glicine alla stessa molecola di lipide A, che non è stato osservato anche in altri batteri. "Apre le porte a questo funzionamento con un meccanismo completamente diverso da quello che è stato descritto in letteratura per le proteine ​​correlate, " ha detto Henderson.

I geni che codificano i determinanti della resistenza agli antibiotici possono diffondersi tra diverse specie di batteri, quindi il meccanismo unico di resistenza ai farmaci CAMP in V. cholerae è potenzialmente preoccupante se passa a batteri già resistenti ai farmaci di prima linea. "Il livello di protezione conferito da questa particolare modifica a Vibrio cholerae lo colloca in una categoria a sé stante, " ha detto Henderson.