L’adesione dei patogeni: nuovo target di ricerca per una nuova strategia antimicrobica
ViBrANT ha sviluppato nuovi strumenti diagnostici e strategie antimicrobiche che intervengono sul cuore della virulenza: l’adesione dei patogeni.
La resistenza ai farmaci sta diventando una significativa minaccia medica, ostacolando l’efficacia degli antibiotici e favorendo il riemergere di malattie infettive. Le diagnosi cliniche errate contribuiscono a questo fenomeno attraverso la prescrizione di farmaci non necessari. Per affrontare la resistenza antimicrobica sono pertanto necessari nuovi antimicrobici e una diagnostica in vitro rapida e sensibile.
Puntare all’adesione dei patogeni
Il progetto ViBrANT ha focalizzato la propria attenzione sull’adesione dei patogeni, il primo passo nel ciclo di vita dei patogeni. «L’adesione gioca un ruolo centrale nella virulenza, determinando la progressione del processo di infezione. Interferendo con questo processo, possiamo ridurre l’invasione e quindi l’infezione», spiega Adrian Goldman, coordinatore del progetto.
I batteri aderiscono tra loro per creare biofilm, e aderiscono anche alle cellule ospiti per l’infezione o per l’evasione immunitaria. Questo processo è in parte agevolato dalle molecole di una proteina, l’adesina, che interagiscono con i recettori dell’ospite. La ricerca di ViBrANT è stata intrapresa con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie e ha fornito una formazione multidisciplinare a 15 ricercatori in fase iniziale. È stata data particolare attenzione all’identificazione e alla caratterizzazione di adesine trovate sulla superficie di diversi batteri e virus. Ad esempio, gli scienziati hanno scoperto che la proteina M di Streptococcus pyogenes interagisce con diverse reti proteiche a seconda del microambiente, contribuendo potenzialmente alle strategie di evasione immunitaria. Il lavoro sul virus dell’encefalite trasmessa da zecche ha mappato 59 interazioni della proteina ospite sulla superficie virale, delle quali 56 erano nuove, potenziali bersagli di vaccini e farmaci. Inoltre, la determinazione della struttura e della sequenza di alcune adesine ha consentito una migliore comprensione dei meccanismi d’azione di fondo.
Il lavoro sulle adesine trimeriche autotrasportatrici dei Gram-negativi ha rivelato importanti informazioni sull’interazione di tali molecole con i target ospiti.
Diagnostica decentrata
Complessivamente, le informazioni sulle adesine hanno alimentato lo sviluppo di biosensori per il rilevamento dell’adesina, aprendo la strada a una diagnostica decentrata. Nuovi strumenti per rilevare agenti patogeni importanti quali Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e SARS-CoV-2 insieme a marcatori epidemiologici gettano le basi per una migliore diagnostica. Un’altra parte del progetto si è concentrata sui rivestimenti per impedire ai batteri di aderire alle superfici. In questo caso, la carica superficiale era importante: rendendo il rivestimento idrofobo o idrofilo, l’attaccamento dei batteri è stato ridotto di circa il 90 %. Monitorare l’evoluzione genomica dei patogeni I ricercatori hanno monitorato come il patogeno opportunista S. aureus ha cambiato il suo genoma per un periodo di tempo in pazienti infetti. Allo stesso modo, hanno monitorato l’evoluzione di ceppi di P. aeruginosa in pazienti con fibrosi cistica affetti da infezioni polmonari croniche. Questo lavoro ha evidenziato il comportamento adattivo di questi due importanti agenti patogeni, nonché la frequenza con cui essi mutano. Questo è fondamentale per chiarire l’emergere della resistenza agli antibiotici. Inoltre, ha sottolineato la necessità di una caratterizzazione genomica degli isolati clinici durante le epidemie, ma anche di un processo decisionale clinico basato sull’evidenza.
Impatto sanitario e socioeconomico
«I risultati di ViBrANT hanno il potenziale per rivoluzionare la cura dei pazienti», sottolinea Goldman. I rivestimenti anti-adesivi possono essere utilizzati nei dispositivi medici per prevenire le infezioni nosocomiali, mentre la diagnostica rapida decentrata è fondamentale per un rilevamento e inizio trattamento tempestivi. In termini di virus quali il SARS-CoV-2, questo rilevamento può ridurre al minimo la diffusione virale e contribuire a contenere i focolai regionali. La risposta all’esigenza insoddisfatta di resistenza antimicrobica richiede la prescrizione sensibile di antibiotici e lo sviluppo di antibiotici nuovi. Secondo Goldman: «Il futuro è la medicina personalizzata, in modo da essere certi che il farmaco prescritto sia quello giusto per l’infezione; ciò può essere ottenuto esclusivamente attraverso obiettivi specifici che emergono dalla caratterizzazione dettagliata del processo di infezione.»
