La resistenza antimicrobica e antimicotica, che descrive la capacità dei batteri e di altri agenti patogeni di resistere agli effetti dei farmaci cui un tempo erano sensibili, è un grave problema di salute pubblica in tutto il mondo.
Lo studio pubblicato di recente sulla rivista Nature Communications suggerisce che la soluzione potrebbe provenire da piccoli corpi d’insetti o, più precisamente, dal microbiota che ospitano.
L’innovativa ipotesi è stata proposta per la prima volta da ricercatori brasiliani e statunitensi nell’ambito di un progetto di collaborazione iniziato nel 2014 con il sostegno di Fapesp e del National Institute of Health (NIH).
L’idea era di isolare i batteri che vivono in simbiosi con le formiche tagliafoglie del genere Atta e cercare composti naturali con il potenziale di produrre nuovi farmaci (leggi su Agencia Fapesp).
Il gruppo di ricerca guidato da Monica Tallarico Pupo, Laboratorio di chimica microbica, Università di San Paolo, Facoltà di Scienze Farmaceutiche di Ribeirão Preto, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, e Jon Clardy, professore di chimica biologica e farmacologia molecolare presso Harvard Medical School negli Stati Uniti, proseguendo con questa strategia, ha scoperto la Cyphomycin, che, se testata in vitro e in vivo, ha dimostrato di essere in grado di uccidere i funghi che causano malattie negli esseri umani e sono resistenti ai farmaci attualmente disponibili.
Molti antibiotici provengono da composti prodotti da batteri trovati nel terreno. La maggior parte di questi batteri appartiene al genere Streptomyces. I ricercatori hanno deciso di indagare su questo stesso gruppo di batteri filamentosi nei corpi degli insetti, nell’ipotesi che i batteri in grado di aiutare gli insetti a difendersi dagli agenti patogeni, potrebbero avere lo stesso ruolo negli umani.
Tallarico Pupo ha detto:
«E’ stata una scoperta entusiasmante perché ha confermato la nostra ipotesi che il microbiota dell’insetto è una fonte promettente per l’isolamento di composti con attività antibatterica e antifungina. Certo, è troppo presto per sapere se la Cyphomycin diventerà un farmaco, ma abbiamo fatto progressi sufficienti per richiedere un brevetto.
Il suolo è stato accuratamente esplorato nel momento in cui sono stati scoperti e prodotti i primi antibiotici. Volevamo trovare una nuova nicchia ecologica. Abbiamo cercato di confermare se la pressione evolutiva rendesse i batteri ospitati dagli insetti ancora più efficaci contro i patogeni».
Ampio campione
Gli esemplari sono stati raccolti da collaboratori degli Stati Uniti, Costa Rica e Panama. Oltre alle formiche tagliafoglie della tribù Attini, sono state incluse farfalle,vespe, api e falene, per un totale di 1.400 insetti.
Tallarico Pupo ha aggiunto:
«In Brasile, più di 300 colonie di formiche sono state raccolte nel Cerrado (savana brasiliana), nella foresta pluviale atlantica e nei biomi amazzonici. La Cyphomycin è stata isolata in un esemplare del genere Cyphomyrmex raccolto nel campus Ribeirão Preto dell’Università di San Paolo».
I ricercatori dopo la raccolta degli insetti, i batteri che hanno trovato nel loro corpo, li hanno isolati, purificati in laboratorio e testati in vitro contro i microrganismi che fungono da patogeni nell’uomo. Le specie che si sono rivelate più efficaci contro questi patogeni sono state selezionate per l’analisi metabolomica – per caratterizzare i metaboliti che producono e identificano la più attiva di queste – e per studi filogenetici, in cui il sequenziamento genico indicava in che misura i batteri associati agli insetti, assomigliavano ai ceppi di Streptomyces che vivono nel terreno.
Tallarico Pupo ha spiegato:
«Abbiamo combinato la chemiometria e la cromatografia liquida accoppiata con la spettrometria di massa per profilare i composti prodotti dal microbiota dell’insetto. L’obiettivo era di identificare i ceppi di Streptomyces che producono una chimica distintiva, in altre parole, per trovare composti molto diversi da quelli sintetizzati dai batteri del suolo. In questo modo, abbiamo aumentato la probabilità di trovare una molecola genuinamente innovativa».
I composti mostrati per essere più efficaci con questi metodi rigorosi sono stati nuovamente testati, in vitro e nei topi, contro i patogeni resistenti ai farmaci utilizzati nella pratica clinica.
La Cyphomyrmex non era efficace contro i batteri, ma si è dimostrata in grado di combattere l’infezione da Aspergillus fumigatus, il fungo più frequentemente riscontrato nelle infezioni acquisite in ospedale e la causa dell’aspergillosi, una malattia con mortalità attribuibile fino all’85% anche dopo il trattamento antifungino.
La Cyphomycin quando somministrata ad animali da laboratorio, ha anche combattuto l’infezione da Candida glabrata e Candida auris, funghi che causano la candidosi negli esseri umani e sono resistenti ai farmaci esistenti.
La Cyphomycin non è stata il primo composto con azione antimicrobica identificato nel nostro progetto ma nessun, altro ha mostrato questo livello di attività.