La resistenza agli antibiotici è emersa come una crisi sanitaria globale, rendendo necessaria la scoperta di nuovi agenti antimicrobici. Ispirandosi all'intricato meccanismo di fissaggio del Velcro, i ricercatori hanno sviluppato una classe di antibiotici denominata "Velcro antibiotico" che mostra una promettente efficienza nell'uccisione dei batteri. Nonostante la loro efficacia, i precisi meccanismi molecolari attraverso i quali il velcro antibiotico esercita i suoi effetti antimicrobici rimangono in gran parte sconosciuti. Questo studio mira a decifrare l’intricata interazione tra il velcro antibiotico e i componenti batterici, chiarendo il meccanismo sottostante responsabile dell’eradicazione batterica.
Metodi:
I derivati antibiotici del velcro con diverse modifiche strutturali sono stati sintetizzati e caratterizzati utilizzando tecniche analitiche all'avanguardia.
Sono stati eseguiti test di sensibilità microbica contro un pannello di ceppi batterici, inclusi batteri Gram-positivi e Gram-negativi, per determinare l'attività antibatterica ad ampio spettro del velcro antibiotico.
La microscopia a forza atomica (AFM) e la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) sono state impiegate per visualizzare le alterazioni morfologiche indotte dal velcro antibiotico sulle superfici delle cellule batteriche.
Sono state condotte la profilazione dell'espressione genica e l'analisi proteomica per identificare gli specifici bersagli e percorsi batterici interessati dal trattamento antibiotico con Velcro.
Risultati:
I derivati antibiotici del velcro hanno dimostrato una potente attività battericida contro un’ampia gamma di batteri, con una maggiore efficacia rispetto agli antibiotici convenzionali.
Le immagini AFM e TEM hanno rivelato distinte deformità superficiali e interruzioni della membrana nei batteri esposti al velcro antibiotico, indicativi di un danno sostanziale all'integrità cellulare.
Studi sull’espressione genica e sulla proteomica hanno svelato la sottoregolazione di geni batterici essenziali coinvolti nella sintesi della parete cellulare, nella replicazione del DNA e nella produzione di energia, suggerendo molteplici bersagli per il velcro antibiotico.
Inoltre, la profilazione metabolomica ha evidenziato l'interruzione delle vie metaboliche critiche, compromettendo la vitalità e la sopravvivenza dei batteri.
Conclusione:
I nostri risultati mettono in luce il multiforme meccanismo antimicrobico del velcro antibiotico, sottolineando la sua capacità di attaccare simultaneamente più bersagli cellulari e percorsi nei batteri. Questa comprensione completa delle interazioni molecolari tra velcro antibiotico e componenti batterici non solo migliora la nostra conoscenza dei meccanismi antimicrobici, ma apre anche strade per la progettazione di antibiotici più potenti e mirati per combattere la minaccia continua della resistenza agli antibiotici.
