Combattere la cistite con i virus

Circa una donna su due viene colpita da cistite nel corso della vita e molte soffrono di infezioni ricorrenti del tratto urinario. Le infezioni della vescica non sono solo dolorose e potenzialmente pericolose, ma pongono anche un dilemma ai medici: la resistenza agli antibiotici è diffusa nelle infezioni del tratto urinario e continua ad aumentare. Nonostante ciò, i medici sono spesso costretti a prescrivere ciecamente un determinato antibiotico senza sapere se sia effettivamente efficace contro l'agente patogeno che ha causato l'infezione. Questo perché occorrono diversi giorni per identificare l'agente patogeno specifico con la diagnostica convenzionale.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo, in collaborazione con l'Ospedale Universitario Balgrist, hanno sviluppato un tipo di test rapido basato sui batteriofagi, virus che infettano esclusivamente i batteri. Hanno anche modificato geneticamente i fagi per distruggere i batteri patogeni in modo più efficiente.

Diagnosi veloce e affidabile

I fagi sono virus altamente specializzati che infettano solo un tipo o un ceppo specifico di batteri. Gli scienziati dell'ETH, guidati dal Prof. Martin Loessner del gruppo di ricerca in Microbiologia alimentare, stanno ora sfruttando questa proprietà unica: In una prima fase, stanno identificando i fagi contro i tre principali protagonisti delle infezioni del tratto urinario: Escherichia coli, Klebsiella e Enterococchi.Questi fagi naturali sono stati modificati in modo tale che i batteri ospiti infettati producano un segnale luminoso dopo il contatto con i fagi, che può essere facilmente misurato.

Con il loro metodo, i ricercatori sono riusciti a rilevare direttamente e in modo affidabile i batteri patogeni nel campione di urina in meno di quattro ore. In futuro, il metodo potrebbe consentire di prescrivere un antibiotico adeguato subito dopo la diagnosi, evitando così lo sviluppo di resistenze.

Il metodo presenta un altro vantaggio: permette di prevedere per quale paziente una terapia fagica personalizzata potrebbe avere particolare successo, poiché l'efficacia dei fagi nell'attaccare il batterio può essere riconosciuta già dall'intensità del segnale luminoso. Più il campione si illumina, meglio il batterio risponde alla terapia.

Un cecchino dal doppio effetto

Le terapie con i fagi sono note da Chi siamo, ma sono state dimenticate nei Paesi occidentali industrializzati con la scoperta della penicillina. Alla luce della crescente resistenza agli antibiotici, stanno attualmente vivendo una rinascita. Hanno anche il vantaggio decisivo di attaccare un solo batterio bersaglio, come un cecchino.

Tuttavia, gli approcci terapeutici attuali presentano un problema: "I fagi non hanno interesse a uccidere completamente il loro ospite, cioè il batterio che causa la malattia", spiega uno dei due ultimi autori dello studio, il ricercatore Samuel Kilcher, che ha condotto la ricerca all'ETH fino al febbraio 2023. Per aumentare l'efficacia dei fagi, i ricercatori li hanno modificati geneticamente. I fagi modificati non solo producono nuovi fagi all'interno del batterio ospite infettato, ma anche le cosiddette batteriocine. Queste proteine battericide vengono rilasciate e sono particolarmente efficaci contro i ceppi batterici che hanno alterato parti della loro superficie in modo tale che i fagi non possano più riconoscerli. Questo duplice attacco rende la terapia più efficace.

Dal laboratorio alla clinica

In singoli casi, come il recente salvataggio di un paziente polmonare all'Ospedale Universitario di Ginevra, le terapie fagiche sono state utilizzate con successo in ambito sperimentale. "Ci sono anche molti studi clinici accademici e commerciali in corso in tutto il mondo che stanno investigando sistematicamente il potenziale dei fagi naturali e geneticamente ottimizzati", dice Matthew Dunne, uno degli ultimi autori dello studio. Tuttavia, c'è ancora molta strada da fare prima che queste terapie possano essere ampiamente utilizzate nei Paesi occidentali. Oltre a studi clinici approfonditi, sarebbe utile anche un adeguamento normativo, tenendo conto del fatto che i fagi sono entità biologiche che co-evolvono con i loro ospiti batterici, cioè sono in continua evoluzione.

Il presente studio rappresenta una prova di concetto. Successivamente, i ricercatori dell'ETH di Zurigo, insieme ai loro partner dell'Ospedale Universitario di Balgrist, testeranno l'efficacia di questa nuova terapia fagica in uno studio clinico su pazienti selezionati.