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La co-coltura batterica per la produzione di nuovi antibiotici

Vi è urgente necessità di nuovi antibiotici per combattere malattie infettive emergenti e persistenti. Per identificare i metaboliti con potenziale attività antimicrobica alcuni ricercatori europei hanno perseguito un nuovo approccio che prevede la co-coltura di microrganismi.
La co-coltura batterica per la produzione di nuovi antibiotici
Storicamente la maggior parte dei composti antibatterici è stata isolata da prodotti batterici naturali. Questo approccio è stato abbandonato da gran parte dalle aziende farmaceutiche che ritengono improbabile la scoperta di nuovi composti antibatterici. Ma il sequenziamento recente dei genomi batterici ha dimostrato la presenza di molti altri cluster genici per la biosintesi di metaboliti antibiotico-simili rispetto a quanto si ritenesse in precedenza.

In condizioni standard di laboratorio i cluster genici criptici con effetti antibiotici sono spesso silenti e richiedono nuove strategie per indurre la loro espressione. A tal fine il progetto COCULMICRO (Cocultivation of microorganisms as a strategy for discovery of new natural products with antimicrobial properties), finanziato dall’UE, ha proposto di co-coltivare microrganismi e identificare nuovi prodotti naturali microbici.

Per iniziare i ricercatori hanno isolato oltre 300 isolati di actinomiceti da differenti punti della Spagna meridionale e hanno eseguito fermentazioni a coppie. Il razionale alla base di questo studio era identificare alcuni tipi di fenomeni di inter-stimolazione condivisi da coppie di microrganismi per la produzione di metaboliti secondari.

Per identificare queste coppie gli scienziati hanno eseguito saggi di antibiosi ad alta processività rispetto a un pannello di batteri patogeni umani (Staphylococcus aureus resistente alla meticillina, Acinetobacter baumanii e Candida albicans). Inoltre per identificare metaboliti non attivi rilasciati durante la co-coltura hanno eseguito la profilazione comparativa dei metaboliti tramite UHPLC.

Sono state identificate in totale 14 co-colture per la presenza di composti che non erano prodotti durante la fermentazione axenica. L’analisi strutturale di questi composti potrebbe condurre a nuove molecole con attività antibatterica.

In generale le attività di COCULMICRO hanno sottolineato la validità dello sfruttamento delle vie di biosintesi dei batteri per l’identificazione di nuovi antibiotici. Malgrado le difficoltà nell’up-scale del metodo di co-coltura proposto i relativi meccanismi responsabili delle interazioni batteriche aprono nuove vie alla loro implementazione nell’industria farmaceutica.

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Keywords

Batteri, co-coltura, antibiotici, metabolita, actinomiceti, fermentazione axenica