Descrizione del progetto
Una nuova intuizione meccanicistica sulla resistenza agli antibiotici
I batteri resistenti agli antibiotici sono una preoccupazione crescente per la salute in tutto il mondo, con molte implicazioni sanitarie. Prove emergenti indicano che le sottopopolazioni batteriche dormienti, difficili da sradicare con mezzi convenzionali, sono la causa primaria della resistenza agli antibiotici. Il progetto DiStRes, finanziato dall’UE, sta studiando le proteine RelA/SpoT (RSH) che promuovono la risposta stringente nei batteri e modulano il metabolismo cellulare attraverso la (p)ppGpp. Attraverso un approccio combinato di microbiologia e biologia strutturale, i ricercatori si concentreranno sui meccanismi molecolari della sintesi e dell’idrolisi della ppGpp. DiStRes non solo farà luce sul meccanismo della resistenza ai farmaci, ma aiuterà anche a progettare e vagliare nuovi farmaci candidati che mirano alla risposta stringente nei batteri persistenti.
Obiettivo
Bacterial “superbugs”, refringent to antibiotic treatments, have rapidly increased with the turn of the century. Slow growing, dormant cells (known as persisters) are subpopulations of bacteria that tolerate antibiotics and are considered a primary source of infections for antibiotic-resistant pathogens since they are difficult to eradicate in conventional ways. Mutations in RelA/SpoT (RSH), the effectors of the stringent response, promote antibiotic tolerance and persistent infections and are commonly selected in clinical settings of a variety of pathogens. However, despite the importance of the RSH-mediated stringent response, there is no comprehensive knowledge on the inner workings of the enzymes, or drugs that modulate the bacterial response to stress. Modern structurally biology is currently in the midst of a revolution comparable to that of the Genomic breakthrough of the end last century. This has facilitated access to structural information and increased the accuracy of the modeling and design of de novo structures of proteins and small molecules. Thus my overarching goal is to target key steps in the molecular mechanisms of ppGpp synthesis and hydrolysis catalysed by RSH enzymes, to discover active compounds against persisters. The highlight of this proposal is a new system biology approach that combines cellular microbiology (at a single cell resolution) with structural engineering, biophysical, biochemical and chemical-biology methods to design, screen and validate novel small molecule drug candidates targeting the stringent response. Based on preliminary keystone results from my group, we devised a proof of concept experiment for which we designed a catalogue of novel modulators of the stringent response customized to target bacteria in a specific or broad spectrum way. The success of this exercise guarantees this strategy will not only deliver new antipersister compounds and biotech tools, but will also impinge fundamental research in microbiology.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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