Nuovi farmaci contro i batteri gram-negativi
I batteri gram-negativi come l'Escherichia coli e la Salmonella non sono in grado di trattenere il pigmento violetto genziana utilizzato nel protocollo di colorazione gram. Ciò a causa del loro complesso envelope esterno, formato da due membrane flessibili che insieme mantengono l'integrità e la forma della cellula. Tale complessità determina una minore suscettibilità di questi batteri agli antibiotici rispetto ai batteri privi di una seconda membrana. Per affrontare questo problema, l'UE ha finanziato il progetto DIVINOCELL (“Exploiting gram-negative cell division targets in the test tube to obtain anti-microbial compounds”). L'obiettivo principale era inibire la proliferazione batterica bloccando bersagli sia noti che nuovi nel processo di divisione cellulare e sintesi dell'envelope. Ciò è stato fatto utilizzando E. coli come batterio modello per sottoporre a screening vari composti antimicrobici che interferiscono con la sua proliferazione. Durante la sua proliferazione, varie proteine (FtsZ, FtsA e ZipA) si raccolgono nel centro della cellula formando un anello di divisione. In assenza di tale comportamento, il batterio muore. DIVINOCELL ha sviluppato un test per vagliare inibitori della sintesi delle pareti cellulari, e un saggio positivo a cellula intera basato sulle proprietà dei mutanti di peptidoglicano idrolasi di E. coli. Questi esami hanno aiutato a sottoporre a screening la libreria di composti forniti dai partner. Utilizzando modelli per il centro attivo di FtsZ, le procedure in silico hanno identificato tre molecole che inibiscono l'attività della proteina e sono attive contro E. coli. Da una raccolta di inibitori delle chinasi, sono stati identificati nuovi inibitori della polimerizzazione in vitro di FtsZ, che inducono l'errata collocazione dei componenti della divisione. Anche altri composti modificavano l'interazione di FtsZ con ZipA e l'interazione tra FtsZ e FtsA. Uno di essi era attivo contro Burkholderia thailandensis, un batterio multifarmacoresistente. Dall'estratto di un ceppo di Streptomyces i ricercatori hanno ottenuto un nuovo antimicrobico con un ampio spettro d'azione. Questi composti sono attualmente a diverse fasi di protezione di proprietà intellettuale. I partecipanti a DIVINOCELL hanno pubblicato oltre 63 documenti su riviste scientifiche di primo piano, e hanno partecipato a oltre 80 attività divulgative rivolte al pubblico generale. Nel complesso, le scoperte del progetto potrebbero aprire nuove vie per lo studio della proliferazione microbica e lo sviluppo di antibiotici per curare le infezioni.
Parole chiave
Gram-negativo, divisione cellulare, composti antimicrobici, sintesi dell'envelope, proliferazione microbica, parete cellulare, divisoma, FtsZ
