Antibiotici beta-lattamici, compresa la penicillina, sono una delle classi di antibiotici più utilizzate al mondo. Sebbene siano in uso dagli anni '40, gli scienziati non hanno ancora compreso appieno cosa succede quando questa classe di farmaci incontra i batteri.

Ora, i ricercatori dell'Università di Notre Dame hanno chiarito come un enzima aiuta i batteri a riprendersi dai danni inflitti da antibiotici non abbastanza forti da uccidere immediatamente i batteri al contatto.

Lo studio, pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , si concentra su un enzima nel batterio gram-negativo Pseudomonas aeruginosa, un agente patogeno che causa polmonite e sepsi. L'enzima, chiamato transglicosilasi litica Slt, tenta rapidamente la riparazione della parete cellulare dell'organismo, che consente al batterio di sopravvivere e l'infezione di procedere senza sosta.

"È una strategia di sopravvivenza, "ha detto Shahriar Mobashery, Navari Family Professor in Life Sciences a Notre Dame e autore principale dello studio. "La parete cellulare è l'entità strutturale che racchiude l'intero batterio, e la sua salute è fondamentale per la sopravvivenza dei batteri. Se hai un farmaco che infligge danni alla parete cellulare, il batterio non può farcela e muore."

P. aeruginosa è uno dei "batteri da incubo" evidenziato in un recente rapporto dei Centers for Disease Control and Prevention. Il rapporto affermava che i test di laboratorio avevano trovato "una resistenza insolita più di 200 volte nel 2017 solo nei "batteri da incubo".

Le pareti cellulari di P. aeruginosa sono costituite da lunghi, unità adiacenti che sono reticolate tra loro. In presenza di un antibiotico beta-lattamico, i legami incrociati non si formano. Però, rimangono lunghe catene di polimeri non reticolati, che segnalano che la parete cellulare è danneggiata. È qui che entra in gioco Slt. L'enzima riconosce il danno e abbatte le lunghe catene di polimeri non reticolati, e l'organismo ricostruisce la parete cellulare.

"È un po' come se stai guidando verso casa e finisci su un paraurti, e quando torni a casa, la tua auto è già riparata, " ha detto Mobashery.

Gli scienziati conoscono da tempo entrambe le famiglie di enzimi. Il team di Mobashery ha sintetizzato pezzi della parete cellulare e lo ha studiato con Slt per determinare come l'enzima lo degrada. Hanno inviato campioni purificati di Slt e di parete cellulare ai collaboratori del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo per determinarne la struttura.

Mobashery ha studiato la resistenza agli antibiotici per 30 anni. Ha detto che le proteine ​​che legano la penicillina sono state studiate dagli anni '60 e le transglicosilasi litiche dagli anni '90, ma la questione di come si uniscono è nuova. A causa della resistenza agli antibiotici, questo batterio è diventato uno dei patogeni batterici più difficili da trattare.