Resistenza batterica agli antibiotici, importanti scoperte dall’Università di Cagliari

La resistenza dei batteri agli antibiotici rappresenta ormai una minaccia globale per l’umanità. Secondo l’ultimo report (2014) dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (Who) “Un’era post-antibiotica – in cui infezioni comuni o lievi ferite possano rivelarsi letali – lungi dall’essere una fantasia apocalittica, è invece una prospettiva reale per il 21mo secolo”. Il gruppo del Prof. Paolo Ruggerone del Dipartimento di Fisica dell’Ateneo cagliaritano, che da circa 10 anni lavora su alcune proteine coinvolte nei meccanismi di resistenza batterica, ha preso parte di recente a tre studi, pubblicati in poco più di un anno sulla prestigiosa rivista Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Il gruppo ha fatto da collante fra studiosi delle Università di Birmingham (Regno Unito), Berkeley (Usa), Francoforte e Brema (Germania), e un’azienda farmaceutica, la Microbiotix Ltd. (Usa). Le ricerche hanno riguardato i sistemi di efflusso batterico, veri e propri “cannoni molecolari” che possono espellere antibiotici presenti all’interno del batterio, impedendogli così di raggiungere i loro bersagli ed esercitare l’azione antibatterica.

Si tratta di macchine proteiche particolarmente complesse, capaci di espellere decine e decine di composti chimicamente differenti, e come tali sono fortemente coinvolti nell’insorgere del preoccupante fenomeno della multi-resistenza batterica, la resistenza dello stesso batterio a diverse famiglie di antibiotici. Su questi sistemi i ricercatori del Dipartimento di Fisica hanno fornito il loro contributo tramite simulazioni al computer. Il primo studio ha rivelato i dettagli molecolari alla base del meccanismo di multi-resistenza in un isolato clinico del batterio Salmonella aenterica. In un secondo lavoro il Dr. Attilio Vittorio Vargiu (che fa parte del gruppo del Prof. Ruggerone), in collaborazione col Prof. H. Nikaido (Università di Berkeley), uno degli esperti mondiali in questo campo, ha analizzato il funzionamento di possibili inibitori dei sistemi di efflusso, cioè di molecole in grado di ostacolarne il funzionamento, ripristinando così l’efficacia degli antibiotici. Sempre gli inibitori sono stati l’oggetto del terzo lavoro, di cui il Dr. Vargiu è anche tra i corresponding authors. Qui sono state razionalizzate le ragioni microscopiche alla base della differente efficacia di una serie d’inibitori sviluppati dalla Microbiotix Ltd.

Il Dr. Vargiu e il Prof. Ruggerone sono coinvolti nel consorzio Translocation attivo nell’ambito dei progetti europei Innovative Medicines Initiative e Marie-Curie Training Network. Queste due iniziative mirano a una conoscenza dettagliata dei meccanismi microscopici che influenzano il passaggio degli antibiotici attraverso la membrana batterica e vedono anche il forte coinvolgimento del Prof. Matteo Ceccarelli, sempre del Dipartimento di Fisica.