Antibiotici speziati

Sempre più batteri si dimostrano resistenti agli antibiotici. La ricerca di nuovi principi attivi si sta rivelando difficile e il passaggio ad antibiotici di generazioni precedenti, non più utilizzati, spesso non è un'opzione a causa dei loro effetti collaterali talvolta gravi. Un team di ricerca guidato da Andrea Vasella, professore emerito presso il Laboratorio di Chimica Organica dell'ETH di Zurigo, e da Erik Böttger, professore presso l'Istituto di microbiologia medica dell'Università di Zurigo, ha ora dimostrato come l'efficacia degli antibiotici convenzionali possa essere significativamente migliorata.

Gli antibiotici che hanno "migliorato" appartengono al gruppo degli aminoglicosidi. Combattono i batteri in un punto sensibile: i loro ribosomi. Questi sono anche i costruttori degli agenti patogeni attaccati, in quanto producono proteine, importanti materiali di costruzione e di funzionamento della cellula.

Tuttavia, anche le cellule umane sono dotate di ribosomi dall'aspetto ingannevolmente simile a quello dei batteri. Per questo motivo, a volte gli aminoglicosidi si agganciano anche a loro, causando danni. I cosiddetti effetti collaterali ototossici possono variare dalla perdita dell'udito alla sordità e sono causati da danni irreversibili alle cellule sensoriali dell'orecchio interno.

L'antibiotico è più selettivo

"Abbiamo modificato il meccanismo d'azione degli antibiotici di questo gruppo in modo che possano differenziare molto meglio i ribosomi umani da quelli degli agenti patogeni", spiega Böttger. Utilizzando una serie di composti sintetizzati all'ETH, il suo gruppo di ricerca ha identificato la posizione 4'-idrossile nella struttura molecolare degli aminoglicosidi come il sito che deve essere adattato in modo che in futuro non si aggancino più erroneamente al ribosoma umano. I due gruppi di ricerca hanno quindi sviluppato un modello per modificare la struttura di questo sito.

Un sistema di test sperimentali sviluppato dal gruppo di Böttger si è rivelato fondamentale per il successo del progetto, consentendo di identificare i composti adatti tra le centinaia sintetizzati dal gruppo di Vasella. "I risultati sono un buon esempio di quanto possa essere fruttuosa la collaborazione tra chimici e biologi dell'Università di Zurigo e dell'ETH di Zurigo", afferma Vasella. Al lavoro hanno partecipato anche altri importanti gruppi di ricerca internazionali, tra cui quello del biologo strutturale Venkatraman Ramakrishnan del MRC Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, nel Regno Unito, che nel 2009 ha ricevuto il premio Nobel per la chimica per le sue ricerche sui ribosomi.

Gli antibiotici sviluppati in questo lavoro hanno un effetto molto più mirato rispetto ai loro predecessori: le cellule uditive umane non sono state quasi danneggiate dal principio attivo modificato, mentre l'effetto antibiotico contro gli agenti patogeni è stato mantenuto, come hanno dimostrato gli esperimenti sui topi infettati da Staphylococcus aureus. Il prossimo passo sarà ora rappresentato dagli studi tossicologici prima di poter iniziare lo sviluppo del farmaco vero e proprio, in cui verranno ottimizzate l'efficacia e la potenza antibatterica.

Farmaci degli anni '40

La classe degli antibiotici aminoglicosidi è stata scoperta negli anni '40 ed è molto potente. Negli ultimi decenni, tuttavia, è passata in secondo piano. Ciò ha a che fare non solo con i danni all'udito e ai reni (reversibili) che possono causare, ma anche con la forma di somministrazione. Quando sono arrivati sul mercato nuovi antibiotici che potevano essere semplicemente ingeriti come una pillola, hanno presto sostituito gli aminoglicosidi, che devono essere iniettati per via endovenosa o somministrati per infusione. Di conseguenza, negli anni '80 il loro sviluppo è stato interrotto.

Alla luce della crescente diffusione della resistenza, tuttavia, gli esperti ritengono ormai indispensabile l'utilizzo di questo gruppo di antibiotici. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha inserito gli aminoglicosidi nel gruppo di farmaci di "importanza critica" nella lotta contro gli agenti patogeni resistenti e multiresistenti. Le aree di applicazione comprendono le infezioni delle valvole cardiache e la tubercolosi multiresistente.

Questa è una versione leggermente abbreviata di un articolo del redattore di UZH News Thomas Müller, che è stato pubblicato per la prima volta su pagina esternaNotizie UZH è stato pubblicato.