INFEZIONI BATTERICHE ANTIBIOTICO RESISTENTI: SVILUPPATO UN APPROCCIO PROMETTENTE
Uno studio internazionale coordinato dal Centro Interdisciplinare di Nanoscienze di Marsiglia, con la collaborazione di enti e centri di ricerca d’eccellenza, tra cui l’Università di Trieste, ha sviluppato una nuova molecola per il trattamento delle infezioni batteriche resistenti agli antibiotici. Il composto, sicuro ed efficace, minimizza il rischio di sviluppare nuove resistenze farmacologiche, un problema che affligge gli antibiotici tradizionali
Trieste, 25 settembre 2024 – Uno studio internazionale coordinato dal Centro Interdisciplinare di Nanoscienze di Marsiglia, con la collaborazione di enti e centri di ricerca d’eccellenza, tra cui il laboratorio di biologia e nanotecnologia del Dipartimento di Ingegneria e architettura dell’Università degli Studi di Trieste, ha sintetizzato un nuovo composto antibatterico che promette di essere un ottimo candidato per la lotta all’antibiotico resistenza, un problema crescente di salute pubblica globale che causa milioni di morti in tutto il mondo.
“La principale minaccia è rappresentata dal gruppo dei batteri eskape – comprensivo dei generi Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter species – perché particolarmente virulenti e resistenti agli antibiotici introdotti con le terapie” spiega Sabrina Pricl, tra i ricercatori dello studio e professore associato di ingegneria chimica al Dipartimento di Ingegneria e Architettura all’Università degli Studi di Trieste “Da qui, dunque, l’esigenza di sviluppare nuovi agenti antibatterici che, da un lato, siano in grado di uccidere i batteri, dall’altro non siano tossici per gli organismi che li assumono e, soprattutto, non inducano la comparsa di ulteriori resistenze farmacologiche”.
La molecola sintetizzata dai ricercatori – un dendrimero anfifilico, chiamato AD1b – si è dimostrata altamente efficiente contro tutti i batteri Gram-negativi, inclusi ceppi resistenti ai farmaci come Escherichia coli e Acinetobacter baumannii.
Il composto interagisce con il batterio con un innovativo meccanismo d’azione: si lega, infatti, ai fosfolipidi della membrana batterica, come il fosfatidilglicerolo e la cardiolipina, causando la distruzione della membrana stessa e il conseguente collasso del metabolismo cellulare, portando alla morte del batterio, senza danneggiare le cellule sane – anche in vivo – e minimizzando il rischio di sviluppare nuove resistenze, un problema che diversamente affligge gli antibiotici tradizionali.
Nei test preclinici, la molecola ha dimostrato una forte attività antibatterica oltre che una grande sicurezza, con una bassissima tossicità e nessun effetto emolitico – risultati poi confermati nei test condotti in vivo. Dopo trenta giorni di esposizione al composto, inoltre, non si è riscontrato alcun tipo di resistenza; al contrario, si è osservato un drastico abbattimento della carica batterica negli animali infetti.
“Questa molecola potrebbe aprire la strada a terapie più sicure e mirate e dare così un impulso al trattamento delle infezioni resistenti: insieme alla sua efficacia, infatti, la capacità di non indurre resistenza la pone in pole position per essere sviluppata ulteriormente a livello clinico traslazionale” spiega Sabrina Pricl.
I ricercatori dell’Università di Trieste hanno lavorato alla progettazione della molecola AD1 e preso parte allo studio computazionale, impiegando simulazioni di dinamica molecolare per studiare l’interazione tra AD1b e la membrana batterica, applicando metodologie avanzate supportate dalle risorse di supercalcolo del CINECA.
Il progetto di ricerca è stato finanziato con fondi PNRR e ha potuto vantare il supporto di ICSC, il Centro Nazionale di Ricerca in High-Performance Computing, Big Data e Quantum Computing.
Simulazione generata con AI dell’attacco del dendrimero alla membrana batterica
Studio completo pubblicato su Science Advances
Targeting the phosphatidylglycerol lipid: an amphiphilic dendrimer as a promising antibacterial candidate
Nian Zhang1, Dinesh Dhumal2, Shanny Hsuan Kuo3, Shi Qian Lew3, Pankaj D Patil4, Raleb Taher4, Sanika Vaidya4, Christina Galanakou2, Abdechakour Elkihel2, Myung Whan Oh3, Sook Yin Chong3, Domenico Marson5, Jun Zheng1, Oleg Rouvinski4, Williams O. Abolarin4, Sabrina Pricl5-6, Gee W. Lau3, Leo Tsz On Lee1-7-8, Ling Peng2
1 Faculty of Health Sciences, University of Macau, Taipa, Macau, China
2 Aix-Marseille Universite, CNRS, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille, UMR 7325, “Equipe Labellisee Ligue Contre le Cancer”, 13288 Marseille, France
3 Department of Pathobiology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, USA
4 Antimicrobial Discovery Center, Department of Biology, Northeastern University, Boston, Massachusetts, USA
5 Molecular Biology and Nanotechnology Laboratory (MolBNL@UniTS), DEA, University of Trieste, Trieste, Italy
6 Department of General Biophysics, Faculty of Biology and Environmental Protection, University of Lodz, Lodz, Poland
7 Cancer Centre, Faculty of Health Sciences, University of Macau, Taipa, Macau, China
8 Ministry of Education Frontiers Science Center for Precision Oncology, University of Macau, Taipa, Macau, China
