I batteri resistenti agli antibiotici rappresentano una minaccia per la vita umana, eppure lo sviluppo di nuovi farmaci per il trattamento delle infezioni batteriche è lento. Un gruppo di farmaci comprovati utilizzati per decenni nel trattamento del cancro potrebbe forse essere la soluzione. Una nuova classe di antibiotici è ora in fase di sviluppo da parte dei ricercatori dell'Università di Linköping, in Svezia.

Molti farmaci e candidati farmaci si sono dimostrati altamente efficaci nell’uccidere batteri o cellule tumorali. Il problema è che danneggiano anche il paziente e quindi vengono utilizzati con molta parsimonia o per niente. Quando vengono utilizzati, ad esempio, per trattare il cancro, vengono immessi direttamente nel sangue e si diffondono in tutto il corpo. Ma i ricercatori dell'Università di Linköping stanno ora sviluppando un metodo per fornire composti forti in modo più sicuro, che sperano possa aprire nuove possibilità per il trattamento di varie malattie.

"Ci sono molti ingredienti farmaceutici che sono altamente efficaci, ma hanno gravi effetti collaterali. Voglio confezionare le molecole con il nostro metodo, in modo che vengano consegnate specificamente nel punto del corpo in cui si trovano i batteri o le cellule tumorali. Possiamo abbassare la dose e ottenere comunque un buon effetto esattamente dove è necessario," afferma Frank Hernandez, professore associato presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia (IFM) dell'Università di Linköping.

Frank Hernandez ha mostrato particolare interesse per un gruppo di farmaci chiamati analoghi nucleosidici utilizzati a partire dagli anni '60. Sono ancora utilizzati come prima opzione terapeutica per diversi tumori e infezioni virali. La ricerca ha dimostrato che questo tipo di molecole è efficace anche nell'uccidere i batteri.

Nonostante ciò, gli analoghi nucleosidici non sono attualmente utilizzati per trattare le infezioni batteriche, probabilmente perché sono associati a gravi effetti collaterali, e sono disponibili altri antibiotici. L'emergere e la diffusione di batteri multiresistenti e potenzialmente letali ha tuttavia creato un'imminente necessità di nuove alternative agli antibiotici attualmente utilizzati, e gli analoghi nucleosidici potrebbero svolgere un ruolo in questo contesto.

Negli ultimi dieci anni, Frank Hernandez e i suoi colleghi hanno fatto diverse scoperte aprendo la strada al metodo che hanno sviluppato per confezionare analoghi nucleosidici in modo che questi possano essere consegnati in modo più sicuro. In numerosi studi hanno esaminato le proprietà di un tipo di proteine ​​chiamate nucleasi.

Le nucleasi si possono trovare sia negli animali che nei batteri, ma nel corso dell'evoluzione sono emerse differenze tra le nucleasi dei batteri e quelle umane, cosa di cui i ricercatori approfittano. Il gruppo di ricerca ha dimostrato che le specifiche "impronte digitali" delle nucleasi possono essere utilizzate per riconoscere vari batteri.

"Il nostro metodo combina due cose:la capacità di colpire specificamente un'infezione batterica e l'efficacia di farmaci che esistono da molto tempo e sono spesso ben provati, ma che finora sono stati somministrati in modo dannoso per il paziente, " dice Frank Hernandez.

Tutte le nucleasi hanno una cosa in comune:funzionano come forbici biologiche, tagliando il DNA nel genoma cellulare. Il metodo sviluppato dai ricercatori sfrutta queste proprietà in nucleasi specifiche dei batteri da trattare. Il farmaco è confezionato in modo da rimanere inattivo finché non entra in contatto con la giusta nucleasi. La nucleasi batterica interrompe l'analogo della nucleasi, che quindi diventa attivo e uccide i batteri in quel particolare punto. I ricercatori hanno chiamato la loro strategia TOUCAN (Therapeutic OligonUCleotides Activated by Nucleases).

Nel loro studio attuale, i ricercatori LiU dimostrano come funziona. Usano la strategia TOUCAN sui topi per uccidere i batteri dello Staphylococcus aureus con l'analogo nucleosidico floxuridina, che viene utilizzato in ambito sanitario per trattare, ad esempio, il cancro al colon.

Lo studio, "Therapeutic-oligonucleotidesactivated by nucleases (TOUCAN):A nanocarrier system for the specific delivery of clinic nucleoside analogs", è stato pubblicato sul Journal of Controlled Release .

I risultati dello studio indicano che la floxuridina confezionata e distribuita utilizzando la strategia TOUCAN ha consentito un trattamento efficace e sicuro dell'infezione.

"Credo che la tecnologia TOUCAN abbia un grande potenziale per rappresentare una svolta nel trattamento delle malattie infettive", afferma Baris Borsa, principale ingegnere ricercatore presso l'Università di Linköping.

I ricercatori stimano che ci vorranno altri cinque o dieci anni prima che questo metodo sia pronto per essere utilizzato per trattare le infezioni batteriche nei pazienti. Vedono anche la possibilità di utilizzare TOUCAN per ridurre gli effetti collaterali degli analoghi nucleosidici, ad esempio nel cancro e nelle infezioni virali nei pazienti.

Il prossimo obiettivo della loro agenda è scoprire come il corpo gestisce TOUCAN e indagare se ci sono effetti indesiderati a breve o lungo termine.

Ulteriori informazioni: Baris A. Borsa et al, Oligonucleotidi terapeutici attivati ​​da nucleasi (TOUCAN):un sistema di nanocarrier per il rilascio specifico di analoghi nucleosidici clinici, Journal of Controlled Release (2023). DOI:10.1016/j.jconrel.2023.07.057

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