Batteri del ceppo MRSA, in giallo, vengono attaccati da un neutrofilo, in azzurro. (Foto: Wikimedia commons)
Che cos'è un antibiotico?
Se pensiamo che gli antibiotici vengono impiegati per eliminare infezioni batteriche, ci può forse stupire che essi derivino proprio dai batteri. Un antibiotico infatti non è altro che una sostanza prodotta da un microrganismo per eliminarne altri competitori: per esempio, la streptomicina fu isolata dagli Actinobatteri, un gruppo di batteri Gram positivi. Per sfuggire a questi attacchi, gli altri batteri possono selezionare mutazioni che permettono loro di sopravvivere anche in presenza dell'antibiotico. La ricerca di nuovi, più potenti antibiotici parte quindi proprio dai batteri che li producono naturalmente. Per motivi tecnici, questa ricerca si è sempre focalizzata su specie batteriche facilmente coltivabili in laboratorio: i batteri che più facilmente si lasciano addomesticare in una piastra Petri sono però solo una percentuale infinitesimale di tutte le specie batteriche presenti sul nostro pianeta. Al di fuori delle pareti del laboratorio esiste infatti la cosiddetta “materia oscura microbiologica”, un nome quanto mai azzeccato per le migliaia di specie batteriche di cui i microbiologi sanno ancora poco o nulla.
Coltivare batteri
Per crescere e proliferare, ogni specie batterica richiede condizioni ambientali e nutrienti specifici. Se per alcuni batteri è relativamente facile azzeccare la combinazione vincente, per altri è stato fino ad ora impossibile. Tra i più “schizzinosi” vi sono i batteri che vivono nel suolo oppure i cosiddetti estremofili, che proliferano in condizioni di temperatura e pressioni estreme. La difficoltà a riprodurre in laboratorio le condizioni di crescita ideali ha per molto tempo confinato lo studio di queste specie alle ricerche sul campo. Tuttavia, i rischi sempre più pressanti della multiresistenza agli antibiotici hanno dato una svolta decisiva: i batteri della materia oscura, fino ad ora considerati una curiosità per pochi esperti, sono divenuti agli occhi della comunità scientifica un immenso bacino di potenziali nuovi farmaci.
Utilizzando una tecnologia completamente innovativa, i ricercatori statunitensi hanno trovato il modo di studiare anche i batteri più restii a crescere in laboratorio. Singoli microrganismi selezionati dal terreno sono stati disposti in piccole camerette iChip e riposti nuovamente nel suolo. In queste condizioni, i batteri hanno tratto tutti i benefici dell'ambiente a loro famigliare (il terreno) e allo stesso tempo sono cresciuti all'interno di un dispositivo in cui è stato più facile studiarli. Per esempio, i batteri del ceppo Eleftheria terrae, così restii ai metodi di coltura convenzionali, sono cresciuti a meraviglia dentro le camerette iChip. Se in condizioni normali solo l'1% delle specie batteriche cresce in laboratorio, con questo sistema la percentuale è salita al 50%!
Un antibiogramma per i batteri Serratia marcescens: i dischetti contengono gli antibiotici per i quali si vuole testare la sensibilità o resistenza per questo ceppo. (Foto: Wikimedia Commons)
Teixobactina: scacco matto a MRSA?
Il successo del sistema iChip ha quindi dato il via alla caccia ai nuovi antibiotici. Analizzando oltre diecimila colonie batteriche, sono stati identificati 25 potenziali antibiotici: tra questi, la teixobactina sembra essere la più promettente, per la sua efficacia su ceppi particolarmente temibili, come l’MRSA (Methicillin-resistant Staphilococcus aureus) e il Mycobacterium tubercolosis. Anche se rimane da testarne l’efficacia su ceppi isolati direttamente dai pazienti, la teixobactina si è guadagnata il soprannome di “super-antibiotico”: il suo meccanismo d’azione è infatti completamente diverso da quello degli antibiotici conosciuti fino ad ora. Anziché legarsi alle proteine della parete batterica (come fanno i comuni antibiotici), la teixobactina agisce legandosi agli acidi grassi. Si tratta di un vantaggio enorme nella lotta alla multiresistenza: a differenza delle proteine, che mutano in continuazione per effetto della pressione selettiva dell’ambiente, le molecole di natura lipidica sono una componente altamente conservata nelle strutture biologiche. In altre parole, è praticamente impossibile che un batterio possa alterare un componente tanto fondamentale della propria struttura. Un simile meccanismo, che fino ad oggi non si pensava fosse nemmeno possibile, potrebbe ora essere la chiave per una nuova generazione di antibiotici contro la multiresistenza.
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