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Peptidi funzionali per antibiotici di prossima generazione

A fronte dalla crescente resistenza antimicrobica tra i pazienti, le aziende farmaceutiche sono alla ricerca di altri composti. I peptidi offrono migliaia di opzioni, ma trovare candidati adatti è un compito a dir poco noioso. Un progetto finanziato dall’UE ha trovato un metodo per facilitare la loro progettazione e produzione.
Peptidi funzionali per antibiotici di prossima generazione
A lungo considerata dai ricercatori una zona “vietata” a causa di alcuni svantaggi inerenti, i farmaci peptidici stanno prosperando negli ultimi anni; entro il 2024, si prevede che il loro valore di mercato aumenterà da 19,5 a 45,5 milioni di dollari USA. Questo successo è facile da spiegare: i peptidi garantiscono una maggiore efficacia, selettività e specificità rispetto ai farmaci sintetici.

Finora sono stati identificati oltre 7 000 peptidi presenti in natura. Il progetto SYNPEPTIDE si proponeva di generare variazioni di peptidi con una funzione utile per l’industria farmaceutica e di dotarli di nuove funzionalità.

“Stavamo cercando nuovi peptidi con attività antibiotica,” dice il prof. dott. Sven Panke, coordinatore di SYNPEPTIDE. “La resistenza agli antibiotici, comprese le resistenze a diversi antibiotici nello stesso battere, si sta diffondendo, è quindi importante prendere in considerazione tutte le opzioni per continuare a trattare le infezioni batteriche. Alcune soluzioni si basano sull’ottimizzazione del modo in cui somministriamo gli antibiotici, mentre altre si concentrano sulla ricerca di nuovi antibiotici. Stiamo seguendo quest’ultimo percorso, esaminando librerie di peptidi batterici cercando candidati ideali.”

Per il prof. dott. Panke e la sua equipe, questi peptidi erano la scelta più ovvia per produrre le nuove molecole in tempi ragionevoli.” Si sono concentrati su un gruppo specifico di peptidi chiamati lantibiotici – un termine composto che contiene i termini “lantionina” e “antibiotico”. “Le molecole di antibiotici tipo lantibiotici sono troppo complicate per essere create rapidamente dai chimici, quindi abbiamo bisogno che siano i batteri a produrle,” spiega il prof. dott. Panke.

Il team ha usato un metodo chiamato evoluzione diretta. Hanno prodotto miriadi di varianti di uno specifico peptide a livello del DNA e hanno poi inserito questo DNA nei batteri. Così facendo, possono usare i batteri per “leggere” le informazioni e tradurle in strutture peptidiche.

“Diamo il DNA ai batteri e i batteri fanno il peptide,” riassume il prof. dott. Panke. “Lo facciamo in questo modo perché è molto più facile manipolare DNA piuttosto che peptidi. Ma il processo per ottenere le informazioni dal DNA al peptide rimane complicato. Richiede trascrizione, traslazione, ribosomi, tRNA, ecc., e per farlo abbiamo bisogno di cellule vive.”

Mentre le aziende che si occupano di sintesi chimiche spesso riescono a creare solo qualche composto di peptidi alla volta, il metodo di SYNPEPTIDE permette di produrre dozzine di migliaia di varianti.

Una volta prodotto il peptide, l’equipe può introdurre funzionalità aggiuntive. Aminoacidi standard sono inseriti nel peptide e, una volta pronto, il peptide è passato su enzimi cosiddetti di modifica post-traslazione che trasformano gli aminoacidi standard in funzioni speciali. “Dobbiamo assicurarci che le nostre varianti siano modificate, altrimenti non saranno attive o saranno meno attive,” spiega il prof. dott. Panke.

Dopo quattro anni di ricerca, la strategia del progetto funziona esattamente come previsto, come spiega il prof. dott. Panke: “Possiamo produrre un’ampia gamma di nuove varianti di peptidi che vengono modificati dopo la traslazione e sono attivi come antimicrobici. Abbiamo trovato nuove molecole che mostrano attività molto interessanti contro certi batteri gram-positivi che sono attualmente un problema negli ospedali. Il prossimo passo sarà sfruttarle meglio, testarle in esperimenti sugli animali e condurre una serie di test per dimostrare se sono adatti all’uso sugli esseri umani. Penso che potremmo venderli tra dieci anni.” Il consorzio sta già prendendo in esame opzioni per sfruttare ulteriormente i risultati del progetto.

Fino a quel momento, SYNPEPTIDE ha già fatto un enorme passo avanti fornendo la possibilità di una nuova categoria di antibiotici e sviluppando metodi per cercarli. Il prof. dott. Panke spera che, in questo modo, il progetto alla fine avrà dato un importante contributo alla lotta contro la resistenza agli antibiotici.

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