Nella perenne corsa agli armamenti tra batteri e antibiotici prodotti dall'uomo, c'è un nuovo strumento per dare una marcia in più alla medicina umana, in parte rivelando debolezze batteriche e potenzialmente portando a trattamenti più mirati o nuovi per le infezioni batteriche.

Un team di ricerca guidato da scienziati dell'Università del Texas ad Austin ha sviluppato sonde chimiche per aiutare a identificare un enzima, prodotta da alcuni tipi di E. coli e batteri pneumococcici, noto per abbattere diversi tipi comuni di antibiotici, rendendo questi batteri pericolosamente resistenti al trattamento.

"In risposta al trattamento antibiotico, i batteri hanno evoluto vari meccanismi per resistere a quel trattamento, e uno di questi è produrre enzimi che fondamentalmente masticano gli antibiotici prima che possano fare il loro lavoro, " ha detto Emily Que, assistente professore di chimica e uno dei principali ricercatori del team. "Il tipo di strumento che abbiamo sviluppato ci fornisce informazioni critiche che potrebbero tenerci un passo avanti rispetto ai batteri mortali".

In un articolo pubblicato online ieri su Giornale della Società Chimica Americana , i ricercatori si sono concentrati sulla minaccia rappresentata dall'enzima batterico chiamato metallo-beta-lattamasi (NDM) di Nuova Delhi. Hanno deciso di creare una molecola che si illumina quando entra in contatto con l'enzima NDM. Quando queste sonde chimiche vengono aggiunte a una provetta, si legano all'enzima e si illuminano. Uno strumento del genere potrebbe essere utilizzato per avvisare i medici del tipo di minaccia batterica che sta colpendo i loro pazienti e dire loro quali antibiotici usare.

NDM scompone gli antibiotici nella penicillina, classi di cefalosporine e carbapenemi, che sono alcuni dei trattamenti più sicuri ed efficaci per le infezioni batteriche. Esistono altre classi di antibiotici, ma possono portare più effetti collaterali, hanno più interazioni farmacologiche e potrebbero essere meno disponibili in alcune parti del mondo.

Oltre a indicare la presenza dell'enzima NDM, la sonda chimica fluorescente sviluppata da Que e Walt Fast, professore di biologia chimica e chimica medicinale, può aiutare a trovare un modo diverso per combattere questi batteri resistenti. Un'opzione di trattamento che i medici usano con i batteri resistenti è quella di combinare antibiotici comuni e un inibitore. Sebbene non sia noto un inibitore clinicamente efficace per i batteri produttori di NDM, La sonda di Que potrebbe aiutare a trovarne uno.

Una volta che la sonda si è legata all'enzima e ha iniziato a brillare, se viene introdotto un inibitore efficace, farà allentare la sonda e il bagliore si fermerà. Ciò consente agli scienziati di testare un volume elevato di potenziali farmaci molto rapidamente:la ricerca Que e Fast sperano di continuare in futuro.

"Questo ci consente di lavorare allo sviluppo di terapie e, infine, alla comprensione delle caratteristiche evolutive di tali proteine, " ha detto Radhika Mehta, un recente dottorato di ricerca UT Austin e autore principale della carta. Mehta è attualmente borsista post-dottorato presso il Merchant Lab dell'Università della California, Berkeley.

Lo studio ha anche esaminato un processo chiamato immunità nutrizionale, che deriva dalla produzione di proteine ​​da parte del corpo umano in risposta a un'infezione. Le proteine ​​catturano tutti i metalli disponibili nel corpo, come lo zinco necessario per produrre NDM, rendendo i batteri più suscettibili agli attacchi.

"L'evoluzione di questo batterio dalla sua scoperta nel 2008 indica che non solo sta sviluppando una resistenza agli antibiotici, sta cercando di combattere questo naturale processo immunitario umano. È particolarmente spaventoso, " disse Que.

La sonda di Que può anche essere utilizzata per studiare l'immunità nutrizionale e l'NDM perché si illuminerà solo in presenza dello zinco necessario per formare l'enzima.