Un team di ricercatori dell’Università del Nord Carolina ha individuato l’enzima responsabile della diffusione dei geni presenti nei batteri di Staphyloccocus aureus, sempre più resistenti agli antibiotici. L’enzima si chiama NES e la caratterizzazione della sua struttura ha permesso di realizzare una molecola sintetica in grado di contrastare la sua azione, aprendo così nuove possibilità contro i batteri farmacoresistenti.
La resistenza batterica agli antibiotici non è un fenomeno nuovo, ma negli ultimi anni sta diventando sempre più allarmante. Già dalla genesi della terapia antibiotica si osservava una resistenza naturale di certi ceppi batterici verso alcuni antibiotici, ma furono le resistenze acquisite successivamente a destare la preoccupazione dei ricercatori.
Attualmente molti ceppi del batterio Staphyloccocus aureus sono resistenti a tutti gli antibiotici, eccetto la vancomicina. Negli anni passati questo potente antidoto è stato usato massivamente per debellare le infezioni prodotte da S. aureus, tanto da portarlo a sviluppare resistenze sempre più pericolose. Un team di ricercatori dell’Università del Nord Carolina a Chapel Hill ha identificato il meccanismo che consente alle resistenze di trasmettersi da un batterio a un altro, suggerendo anche i mezzi che potrebbero potenzialmente fermarlo in un articolo recentemente pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences.
La ricerca è stata capitanata da Matthew Redinbo, professore di chimica al UNC’s College of Arts and Sciences del Nord Carolina, il quale sottolinea l’evidente e continua minaccia per la salute rappresentata dalle resistenze dei batteri verso gli antibiotici. “Fino a poco tempo fa il mondo in cui vivevamo era un mondo dove gli antibiotici erano capaci di guarire prontamente dalle infezioni provocate dai batteri, ma chiaramente non è più così.” afferma Redinbo “È necessario individuare i meccanismi che permettono ai batteri di sviluppare una resistenza contro i farmaci, come la vancomicina, che è stata utilizzata per anni come un antibiotico di estrema necessità.”
Il team del prof. Redinbo è riuscito a individuare questo meccanismo: un'enzima conosciuto come NES (Nicking Enzyme in Staphyloccoccus). È risaputo che questo enzima è capace di interagire con i plasmidi, filamenti circolari di DNA avvolti a doppia elica, i quali contengono i geni che permettono ai batteri di sviluppare la resistenza a una certa gamma di antibiotici, tra cui vancomicina, gentamicina e mupirocina.
I dati cristallografici hanno rivelato che NES ha due regioni ad anello, due domini che lavorano insieme stringendo uno dei due filamenti del plasmide. NES, inserendosi a livello di una precisa scanalatura del DNA, procederebbe al taglio del filamento bersaglio. Il filamento tagliato diventa così libero di muoversi e può essere trasferito dal batterio ospite a quello vicino, rendendo anche quest’ultimo resistente alla vancomicina.
Redinbo è riuscito a ricostruire l’immagine del complesso enzima-plasmide. “Come biologo strutturale, è tutta una questione di immagine per me ed è stata l’immagine che ha confermato il sito preciso su cui lavora NES” ha commentato Redinbo. Grazie a queste informazioni, i ricercatori hanno realizzato una piccola molecola sintetica in grado di insediarsi su questo sito e di bloccare l’enzima, impedendo così ai geni della resistenza di diffondersi.
Con queste informazioni, Redinbo ha descritto la scalanatura del DNA riconosciuta dall’enzima, cioè il sito di taglio su cui agisce NES per innescare il trasferimento del materiale genetico. Con questo dato, si potrebbe progettare una molecola sintetica che riconosca questa scanalatura, bloccando così l’attività di NES.
Secondo i ricercatori, in futuro questa piccola molecola sintetica potrebbe aiutare la ricerca a sviluppare nuove e più efficaci terapie contro i ceppi di S. aureus resistenti agli antibiotici, tanto che secondo Redinbo “si apre la strada per bloccare la diffusione dei batteri resistenti agli antibiotici. Quello di cui abbiamo bisogno in questa era post-antibiotico.”
