Un nuovo antibiotico creato dai ricercatori di Harvard supera i meccanismi di resistenza antimicrobica che hanno reso inefficaci molti farmaci moderni e stanno provocando una crisi sanitaria pubblica globale.
Un team guidato da Andrew Myers, professore di chimica e biologia chimica di Amory Houghton, riferisce su Science che il loro composto sintetico, la cresomicina, uccide molti ceppi di batteri resistenti ai farmaci, tra cui Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa.
"Anche se non sappiamo ancora se la cresomicina e farmaci simili siano sicuri ed efficaci negli esseri umani, i nostri risultati mostrano un'attività inibitoria significativamente migliorata contro un lungo elenco di ceppi batterici patogeni che uccidono più di un milione di persone ogni anno, rispetto ai ceppi clinicamente approvati. antibiotici", ha detto Myers.
La nuova molecola dimostra una migliore capacità di legarsi ai ribosomi batterici, che sono macchine biomolecolari che controllano la sintesi proteica. L'interruzione della funzione ribosomiale è un segno distintivo di molti antibiotici esistenti, ma alcuni batteri hanno sviluppato meccanismi di protezione che impediscono ai farmaci preesistenti di funzionare.
La cresomicina è uno dei numerosi composti promettenti che il team di Myers ha sviluppato, con l'obiettivo di aiutare a vincere la guerra contro i superbatteri. Continueranno a far progredire questi composti attraverso studi di profilazione preclinica.
La nuova molecola del team di Harvard trae ispirazione dalle strutture chimiche dei lincosamidi, una classe di antibiotici che include la clindamicina comunemente prescritta. Come molti antibiotici, la clindamicina viene prodotta tramite semisintesi, in cui prodotti complessi isolati dalla natura vengono modificati direttamente per applicazioni farmaceutiche. Il nuovo composto di Harvard, tuttavia, è completamente sintetico e presenta modifiche chimiche a cui non è possibile accedere con i mezzi esistenti.
"Il ribosoma batterico è il bersaglio preferito della natura per gli agenti antibatterici, e questi agenti sono la fonte di ispirazione per il nostro programma", ha detto il coautore Ben Tresco, uno studente della Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences. "Sfruttando il potere della sintesi organica, siamo limitati quasi solo dalla nostra immaginazione quando progettiamo nuovi antibiotici."
I batteri possono sviluppare resistenza ai farmaci antibiotici che colpiscono i ribosomi esprimendo geni che producono enzimi chiamati RNA ribosomiale metiltransferasi. Questi enzimi racchiudono i componenti del farmaco progettati per agganciarsi e distruggere il ribosoma, bloccando infine l'attività del farmaco.
Per aggirare questo problema, Myers e il team hanno progettato il loro composto in una forma irrigidita che somiglia molto al suo obiettivo legante, conferendogli una presa più forte sul ribosoma. I ricercatori chiamano il loro farmaco "pre-organizzato" per il legame ribosomiale perché non ha bisogno di spendere tanta energia per conformarsi al suo bersaglio quanto devono fare i farmaci esistenti.
I ricercatori sono arrivati alla cresomicina utilizzando quella che chiamano sintesi basata sui componenti, un metodo introdotto dal laboratorio Myers che prevede la costruzione di grandi componenti molecolari di pari complessità e il loro assemblaggio in fasi avanzate, come la pre-costruzione di sezioni di un complicato set LEGO prima dell'assemblaggio. loro. Questo sistema modulare e completamente sintetico consente loro di creare e testare non solo una, ma centinaia di molecole bersaglio, accelerando notevolmente il processo di scoperta del farmaco.
La posta in gioco è chiara. "Gli antibiotici costituiscono le fondamenta su cui è costruita la medicina moderna", ha affermato il coautore e studente laureato Kelvin Wu. "Senza antibiotici, molte procedure mediche all'avanguardia come interventi chirurgici, trattamenti contro il cancro e trapianti di organi, non possono essere eseguite."
Ulteriori informazioni: Kelvin J. Y. Wu et al, Un antibiotico preorganizzato per il legame ribosomiale supera la resistenza antimicrobica, Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adk8013. www.science.org/doi/10.1126/science.adk8013
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito dall'Università di Harvard
