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Porre sotto la lente la resistenza agli antibiotici, i batteri e virus che li mangiano

Esiste una soluzione alla resistenza agli antibiotici? Un nuovo studio approfondisce la comprensione di come è possibile combinare al meglio la terapia fagica con gli antibiotici per trattare le infezioni di origine batterica.

Salute

Un recente studio sostenuto dai progetti EPICut ed EVOIMMECH, finanziati dall’UE, ha gettato nuova luce sull’impiego di virus denominati batteriofagi per il trattamento di infezioni batteriche. I batteriofagi, o semplicemente fagi, sono innocui per gli esseri umani e attaccano solo i batteri. È stata riscontrato che, quando utilizzati insieme agli antibiotici, sono più efficaci nel curare infezioni lasciando al contempo meno possibilità ai batteri di sviluppare la resistenza agli antibiotici. Tuttavia, i batteri possono diventare resistenti ai fagi. Lo studio, pubblicato sulla rivista «Cell Host & Microbe», fornisce alcune informazioni preziose sulla combinazione ottimale tra terapia fagica e antibiotici. I batteri non sono indifesi quando subiscono un attacco dai fagi. Quando i virus infettano i batteri penetrando le molecole sulla superficie cellulare, questi ultimi innescano il proprio sistema di difesa, una famiglia di sequenze del DNA chiamate brevi ripetizioni palindrome aggregate regolarmente distanziate (CRISPR, clustered regularly interspaced short palindromic repeat). Le sequenze CRISPR hanno origine dai frammenti di DNA di fagi che hanno in precedenza infettato i batteri e sono impiegate per rilevare e distruggere il DNA di fagi analoghi che li infettano successivamente. Inoltre, i batteri si difendono modificando la propria superficie cellulare e rimuovendo il recettore al quale solitamente si attaccano i fagi. Tuttavia, ciò elimina la loro capacità di provocare malattie o si traduce in malattie di più lieve entità.

Verificare la risposta batterica nei confronti di antibiotici e fagi

Nel loro studio, i ricercatori sostenuti dall’UE hanno svolto esperimenti di laboratorio sul batterio Pseudomonas aeruginosa, noto per comportare l’insorgenza della polmonite, nonché di infezioni sanguigne e di altro genere negli esseri umani. Purtroppo, nell’ambito dell’assistenza sanitaria, le infezioni da Pseudomonas aeruginosa stanno diventando sempre più difficili da trattare a causa della crescente resistenza agli antibiotici. Gli scienziati hanno esposto il batterio a otto antibiotici differenti, individuando alcune variazioni nel modo in cui il batterio sviluppava la resistenza ai fagi, condizionandone la virulenza. Quattro degli otto antibiotici provati hanno condotto a un aumento marcato dei livelli di immunità basata su CRISPR del batterio. Questi quattro antibiotici erano tutti batteriostatici, ovvero inibivano la crescita delle cellule batteriche senza ucciderle. I ricercatori hanno dimostrato che l’accentuata immunità CRISPR determinata dagli antibiotici batteriostatici è il risultato di uno sviluppo più lento di fagi all’interno della cellula batterica, dando alla cellula più tempo per acquisire le sequenze DNA dei fagi e predisporre una risposta immunitaria. «La resistenza agli antibiotici costituisce un grande problema per la salute pubblica ed è quindi necessario agire in maniera veloce e immediata», osserva l’autore senior dello studio, il prof. Edze Westra dell’Università di Exeter nel Regno Unito, istituto partner del progetto EPICut e organizzazione ospitante il progetto EVOIMMECH, in un articolo pubblicato sul sito web dell’università. «La terapia fagica potrebbe rappresentare un tassello importante della serie di strumenti per la riduzione dell’uso degli antibiotici e per il loro impiego in combinazione per migliorarne l’efficienza. Abbiamo scoperto che cambiando il tipo di antibiotici adoperati in combinazione con il fago, è possibile manipolare la modalità di evoluzione della resistenza ai fagi dei batteri, aumentando le possibilità di successo del trattamento. Occorre che questi effetti siano considerati durante la terapia combinata fagi-antibiotici date le conseguenze determinanti per la virulenza degli agenti patogeni.» Lo studio sostenuto dai progetti EPICut (Molecular mechanisms, evolutionary impacts and applications of prokaryotic epigenetic-targeted immune systems) ed EVOIMMECH (The evolutionary ecology of bacterial immune mechanisms) «offre informazioni fondamentali sui vincoli dei sistemi immunitari CRISPR di fronte ai virus», secondo la prima autrice, la dott.ssa Tatiana Dimitriu, sempre dell’Università di Exeter. «Di recente è stato scoperto che molti sistemi immunitari CRISPR-Cas sono associati alle risposte cellulari che rallentano o arrestano la crescita dei batteri in caso di infezione da fagi, e supponiamo che ciò possa essere un aspetto importante per le cellule al fine di innescare una risposta immunitaria efficace.» Per maggiori informazioni, consultare: progetto EPICut progetto EVOIMMECH

Parole chiave

EPICut, EVOIMMECH, fago, batteri, resistenza agli antibiotici, CRISPR, risposta immunitaria, sistema immunitario