Roma – I batteri che sviluppano la resistenza agli antibiotici sono associati a un dispendio di energia superiore, il che potrebbe rivelarsi utile per sviluppare strategie non farmacologiche per contrastare la resistenza agli antibiotici. Questo, almeno, è quanto emerge da uno studio, pubblicato sulla rivista Science Advances, condotto dagli scienziati dell’Università della California di San Diego, dell’Arizona State University e dell’Universitat Pompeu Fabra (Spagna). Il team, guidato da Gürol Süel, ha esaminato la resistenza agli antibiotici nel batterio Bacillus subtilis. Dal 1990 al 2021, riportano gli esperti, si contano oltre un milione di decessi associati a infezioni mortali dovute ad agenti patogeni farmaco-resistenti, e le stime recenti suggeriscono che nei prossimi 25 anni tale cifra potrebbe raddoppiare. La scienza e la medicina stanno lavorando per individuare approcci potenzialmente efficaci per contrastare questo problema. I ricercatori hanno scoperto che la resistenza agli antibiotici offre alcuni vantaggi per la sopravvivenza dei batteri, ma allo stesso tempo provoca una limitazione fisiologica che ostacola il loro successo evolutivo. Queste informazioni, commentano gli studiosi, potrebbero rivelarsi molto utili per lo sviluppo di una strategia efficace nella lotta alla farmaco-resistenza. “Il costo della resistenza – afferma Süel – può essere utilizzato a nostro vantaggio. Possiamo sfruttarlo per sopprimere l’insediamento della resistenza agli antibiotici, senza farmaci o sostanze chimiche nocive”.
L’immagine mostra i contorni delle cellule batteriche con fluorescenza verde che evidenzia la mancanza di magnesio.
Credito
Ashley Moon, Laboratorio Süel, UC San Diego
Le mutazioni spontanee del DNA si verificano in tutte le cellule viventi, comprese quelle all’interno dei batteri. Alcune di queste mutazioni portano alla resistenza agli antibiotici. Gli autori si sono concentrati sui meccanismi fisiologici correlati ai ribosomi, le micro macchine all’interno delle cellule che svolgono un ruolo chiave nella sintesi delle proteine e nella traduzione dei codici genetici. Tutte le cellule, commentano gli autori, dipendono da ioni carichi come gli ioni di magnesio per sopravvivere. I ribosomi dipendono dagli ioni di magnesio poiché questo catione metallico aiuta a stabilizzare la loro struttura e funzione. Tuttavia, la modellazione degli studiosi suggerisce che le varianti mutanti del ribosoma che conferiscono una resistenza agli antibiotici in modo eccessivo competono per gli ioni di magnesio con le molecole di adenosina trifosfato (ATP), che forniscono energia per guidare le cellule viventi. I modelli matematici hanno inoltre dimostrato che ciò si traduce in un dualismo tra ribosomi e ATP. Studiando una variante del ribosoma all’interno del Bacillus subtilis chiamata L22, i ricercatori hanno scoperto che la competizione per il magnesio ostacola la crescita di L22 più di quanto avvenga nei ceppi diversi. “Si tende a pensare alla resistenza agli antibiotici come a un importante vantaggio per la sopravvivenza dei batteri – commenta Süel – il nostro lavoro evidenzia però che la capacità di far fronte alla limitazione del magnesio è più importante per la proliferazione batterica. Questa debolezza può ora essere usata come bersaglio per contrastare la resistenza agli antibiotici senza l’uso di farmaci o sostanze chimiche tossiche”. Il gruppo di ricerca sta sviluppando un dispositivo bioelettronico che sfrutta l’attività elettrica naturale di alcuni batteri presenti sulla pelle. Il sistema riduce gli effetti dannosi dello Staphylococcus epidermidis, un batterio comune noto per causare infezioni contratte in ospedale. “L’uso dilagante degli antibiotici – conclude Süel – ha contribuito fortemente alla diffusione della resistenza. Sono necessarie alternative senza farmaci per il trattamento delle infezioni batteriche e i nostri risultati rappresentano un primo passo importante verso questa direzione”. (30Science.com)
