Le infezioni causate da agenti patogeni Gram-negativi sono sempre più diffuse e sono generalmente trattate con antibiotici ad ampio spettro. La conseguenza di queste infezioni spesso provoca la distruzione del microbioma intestinale. È necessario disporre di antibiotici che siano selettivi sia per i batteri Gram-negativi rispetto ai batteri Gram-positivi, sia per i batteri patogeni rispetto ai batteri commensali.
La scoperta della lolamicina, un antibiotico specifico per i Gram-negativi, si è rivelata efficace in diversi modelli murini di polmonite acuta e infezione da setticemia. Risparmia il microbioma intestinale nei topi e previene l’infezione secondaria da Clostridioides difficile.
Tuttavia, «c’è una lunga strada dalla dimostrazione dell’efficacia nei topi allo sviluppo di un farmaco per uso umano». A dichiararlo è il biologo molecolare Zemer Gitai dell’Università di Princeton nel New Jersey.
Un antibiotico distrugge i batteri, ma non il microbioma
Gli agenti patogeni classificati come batteri Gram-negativi sono spesso resistenti, virulenti e sviluppano rapidamente resistenza agli antibiotici. Solo pochi farmaci possono eliminarli, ma distruggono contemporaneamente anche i batteri intestinali “buoni”.
Ora gli scienziati hanno sviluppato un antibiotico che uccide i batteri patogeni Gram-negativi – anche quelli resistenti a molti altri farmaci – senza danneggiare il microbioma intestinale. È quanto si apprende da uno studio pubblicato su Nature.
Finora è stato studiato solo sui topi. E se avrà effetti positivi sugli esseri umani «potrebbe aiutarci notevolmente», afferma Sebastian Hiller, biologo strutturale dell’Università di Basilea in Svizzera, non coinvolto nella ricerca.
La lolamicina uccide selettivamente i batteri patogeni
I batteri hanno «barriere multiple che impediscono la penetrazione degli antibiotici», spiega Zitai.
Di conseguenza, non esistono antibiotici che colpiscono specificamente i batteri Gram-negativi. I pochi farmaci che lo fanno danneggiano anche il microbioma intestinale, consentendo ad agenti patogeni potenzialmente mortali come ‘Clostridioides difficile’ di prendere il sopravvento.
Per aggirare le difese dei batteri, gli autori dello studio hanno iniziato con composti che non uccidono i batteri. Ma sono noti per inibire il “sistema Lol”, un gruppo di proteine esclusivo dei batteri Gram-negativi.
Armeggiando con questi composti, ne è stato prodotto uno che i ricercatori hanno chiamato “lolamicina”. Questo «uccide selettivamente i batteri patogeni rispetto ai batteri non patogeni in base alle differenze nelle proteine lol tra questi batteri». Così il coautore dello studio Paul Hergenrother, chimico dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign.
Il trattamento con lolamicina non incide sul microbioma
La lolamicina ha dimostrato effetti antimicrobici contro oltre 130 ceppi di batteri multiresistenti che crescevano in piastre di laboratorio.
I topi che hanno sviluppato infezioni del flusso sanguigno dopo l’esposizione a batteri resistenti agli antibiotici sono tutti sopravvissuti dopo aver ricevuto la lolamicina. Invece, l’87% di quelli che non hanno ricevuto il composto sono morti entro tre giorni.
Il team ha anche scoperto che gli antibiotici comuni come l’amoxicillina danneggiano il microbioma intestinale degli animali, portando a infezioni da Clostidrium difficile.
Al contrario, il trattamento con lolamicina non causa cambiamenti evidenti nel microbioma intestinale e risparmia i topi dall’infezione da Clostidrium difficile.
Hiller è prudente: il tempo che intercorre tra la scoperta di un antibiotico e la sua approvazione per l’uso clinico può durare più di vent’anni. Negli ultimi dieci anni sono stati scoperti circa venti nuovi antibiotici Gram-negativi. Ma nessuno ha ottenuto l’approvazione della Food and Drug Administration statunitense.
Fonte: Nature