Antibiotici in grado di cambiare forma - una nuova arma contro i superbug resistenti ai farmaci

Il professor John E. Moses ha sviluppato un antibiotico che cambia forma utilizzando la chimica click, combinando la vancomicina con bullvalene, una molecola con oltre un milione di configurazioni, per creare un farmaco più efficace a cui i batteri non sviluppano resistenza, rivoluzionando potenzialmente la lotta contro le infezioni resistenti ai farmaci.

La resistenza agli antibiotici rappresenta una grave minaccia per la salute pubblica, classificata come una delle prime 10 dal World Health Organization. Ogni anno, solo negli Stati Uniti, quasi 3 milioni di persone vengono infettate da batteri e funghi resistenti ai farmaci, con la conseguente morte di circa 35.000 persone. Sebbene gli antibiotici siano essenziali per il trattamento delle infezioni, l'abuso ha portato allo sviluppo di ceppi di batteri resistenti agli antibiotici. Queste infezioni rappresentano una sfida significativa per il trattamento.

Ora, il professor John E. Moses del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) ha sviluppato una nuova arma per combattere i superbug resistenti ai farmaci: un antibiotico innovativo che ha la capacità di cambiare forma riorganizzando i suoi atomi.

Moses ha avuto l'idea degli antibiotici che cambiano forma osservando i carri armati negli esercizi di addestramento militare. Con torrette rotanti e movimenti agili, i carri armati potevano rispondere rapidamente alle minacce potenziali.

Qualche anno dopo, Moses ha appreso l'esistenza di una molecola chiamata bullvalene. Bullvalene è una molecola fluzionale, il che significa che i suoi atomi possono scambiarsi le posizioni, dando a essa una forma che cambia con oltre un milione di possibili configurazioni – esattamente la fluidità che Moses stava cercando.

La struttura chimica del nuovo antibiotico è stata progettata da Moses e sinteticamente assemblata dal suo laboratorio. Il dottor Thomas Fallon, il collaboratore di Moses presso l'Università di Newcastle, in Australia, ha fornito il nucleo di bullvalene che cambia forma. Moses afferma che uno dei recensori ha definito lo studio "probabilmente il paper sui derivati del prodotto naturale più' cool' e complesso che io abbia mai letto." Crediti: Moses Lab / Cold Spring Harbor Laboratory

Diversi batteri, inclusi MRSA, VRSA e VRE, hanno sviluppato resistenza a un potente antibiotico chiamato vancomicina, utilizzato per trattare tutto, dalle infezioni della pelle alla meningite. Moses pensava di poter migliorare la capacità del farmaco di combattere i batteri combinandolo con bullvalene.

Si è rivolto alla chimica click, una classe di reazioni chimiche veloci ad alto rendimento che "cliccano" le molecole insieme in modo affidabile, vincitrice del premio Nobel. Ciò rende le reazioni più efficienti per un uso su vasta scala.

"La chimica click è fantastica", dice Moses, che ha studiato questo sviluppo rivoluzionario sotto il doppio premio Nobel K. Barry Sharpless. "Ti dà certezza e la migliore possibilità di creare cose complesse."

Utilizzando questa tecnica, Moses e i suoi colleghi hanno creato un nuovo antibiotico con due "guerre" di vancomicina e un nucleo di bullvalene fluttuante.

Moses ha testato il nuovo farmaco in collaborazione con la dottoressa Tatiana Soares da-Costa (Università di Adelaide). I ricercatori hanno somministrato il farmaco a larve di falena della cera infette da VRE, comuni per testare gli antibiotici. Hanno scoperto che l'antibiotico che cambia forma era significativamente più efficace della vancomicina nel combattere la letale infezione. Inoltre, i batteri non hanno sviluppato resistenza al nuovo antibiotico.

I ricercatori possono utilizzare la chimica click con gli antibiotici che cambiano forma per creare una moltitudine di nuovi farmaci, spiega Moses. Tali armi contro le infezioni possono persino essere la chiave per la sopravvivenza ed evoluzione della nostra specie.

"Se possiamo inventare molecole che fanno la differenza tra la vita e la morte", afferma, "sarebbe la più grande conquista di sempre".