Per la prima volta, si è riusciti a dipingere un quadro dettagliato di come un particolare ceppo di batteri si sia evoluto fino a diventare resistente agli antibiotici. La ricerca è un passo fondamentale verso la progettazione di farmaci in grado di prevenire le infezioni da parte di questi “superbatteri”, che spesso si trovano negli ospedali ma anche tra la popolazione.
Lo studio è stato condotto da un team guidato da Squire Booker, professore associato presso il Dipartimento di Chimica e il Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare della Penn State University. Booker ha spiegato che, molti anni fa, studi genetici hanno rivelato che lo Staphylococcus sciuri, un patogeno batterico non-umano, aveva sviluppato un nuovo gene chiamato Cfr. Era stato poi scoperto che la proteina creata da questo gene svolge un ruolo chiave in uno dei meccanismi coinvolti nella resistenza del batterio agli antibiotici. Più tardi, lo stesso gene è stato trovato in un ceppo di Stafilococco aureo, una specie molto comune di batteri che costituisce parte della flora che vive nel naso umano e sulla pelle, e che ora è la causa di varie infezioni antibiotico-resistenti.
“Il gene, che è stato trovato nello Staphylococcus aureus isolato in Stati Uniti, Messico, Brasile, Spagna, Italia e Irlanda, rende i batteri resistenti a sette classi di antibiotici - ha spiegato Booker -. Chiaramente, i batteri con questo gene hanno un vantaggio evolutivo, ma, fino ad ora, il dettagliato processo mediante il quale la proteina codificata da tale gene ha alterato la struttura genetica dei batteri non era chiaro, cioè, non avevamo una chiara foto tridimensionale di quello che stava succedendo a livello molecolare.”
Per risolvere il mistero di come i batteri avessero superato “in astuzia” così tanti antibiotici, Booker e il suo team hanno analizzato come la proteina Cfr assolve a un compito chiamato metilazione, un processo mediante il quale gli enzimi aggiungono un piccolo elemento molecolare in una posizione particolare su un nucleotide in Dna e Rna. Quando questo “tag molecolare” è aggiunto da una proteina chiamata RlmN, facilita il buon funzionamento del ribosoma batterico – una gigantesca macchina macromolecolare che ha la responsabilità di sintetizzare proteine di cui i batteri necessitano per sopravvivere. Molte classi di antibiotici si legano al ribosoma, interrompendo la sua funzione e, quindi, uccidendo i batteri. La proteina Cfr assolve una funzione identica alla proteina RlmN, ma aggiunge l’etichetta molecolare in una posizione diversa sul nucleotide stesso. L’aggiunta di questi blocchi disattivano la funzione degli antibiotici sul ribosoma senza interrompere la sua funzione. “Ciò che rendeva perplessi gli scienziati è che le posizioni in cui RlmN e Cfr aggiungono i tag molecolari sono chimicamente differenti da tutti gli altri in cui vengono aggiunti normalmente e devono essere resistenti alla modifica apportata con metodi chimici standard – ha affermato Booker –“. “Ciò che abbiamo scoperto è molto importante – ha continuato il professore della Penn University -. Ora abbiamo un quadro chimico molto chiaro sul meccanismo attraverso il quale alcuni batteri si sono evoluti e sono diventati resistenti agli antibiotici”. Secondo il ricercatore il prossimo passo sarà quello di utilizzare queste informazioni per progettare nuovi composti che potrebbero funzionare in combinazione con gli antibiotici tipici. “Poiché ora conosciamo il meccanismo specifico attraverso il quale le cellule batteriche eludono diverse classi di antibiotici, possiamo iniziare a pensare a come interrompere il processo in modo che gli antibiotici standard possano fare il loro lavoro, - ha concluso il ricercatore –“. O.O. Sul Canale CHIMICA
Per risolvere il mistero di come i batteri avessero superato “in astuzia” così tanti antibiotici, Booker e il suo team hanno analizzato come la proteina Cfr assolve a un compito chiamato metilazione, un processo mediante il quale gli enzimi aggiungono un piccolo elemento molecolare in una posizione particolare su un nucleotide in Dna e Rna. Quando questo “tag molecolare” è aggiunto da una proteina chiamata RlmN, facilita il buon funzionamento del ribosoma batterico – una gigantesca macchina macromolecolare che ha la responsabilità di sintetizzare proteine di cui i batteri necessitano per sopravvivere. Molte classi di antibiotici si legano al ribosoma, interrompendo la sua funzione e, quindi, uccidendo i batteri. La proteina Cfr assolve una funzione identica alla proteina RlmN, ma aggiunge l’etichetta molecolare in una posizione diversa sul nucleotide stesso. L’aggiunta di questi blocchi disattivano la funzione degli antibiotici sul ribosoma senza interrompere la sua funzione. “Ciò che rendeva perplessi gli scienziati è che le posizioni in cui RlmN e Cfr aggiungono i tag molecolari sono chimicamente differenti da tutti gli altri in cui vengono aggiunti normalmente e devono essere resistenti alla modifica apportata con metodi chimici standard – ha affermato Booker –“. “Ciò che abbiamo scoperto è molto importante – ha continuato il professore della Penn University -. Ora abbiamo un quadro chimico molto chiaro sul meccanismo attraverso il quale alcuni batteri si sono evoluti e sono diventati resistenti agli antibiotici”. Secondo il ricercatore il prossimo passo sarà quello di utilizzare queste informazioni per progettare nuovi composti che potrebbero funzionare in combinazione con gli antibiotici tipici. “Poiché ora conosciamo il meccanismo specifico attraverso il quale le cellule batteriche eludono diverse classi di antibiotici, possiamo iniziare a pensare a come interrompere il processo in modo che gli antibiotici standard possano fare il loro lavoro, - ha concluso il ricercatore –“. O.O. Sul Canale CHIMICA
