Creati polimeri che possono uccidere i batteri senza indurre resistenza agli antibiotici
Un passo importante nella lotta contro i superbatteri come E. coli e MRSA
[4 Gennaio 2024]
I batteri resistenti agli antibiotici sono diventati una minaccia in rapida crescita per la salute pubblica e gli U.S. Centers for Disease Control and Prevention dicono che ogni anno solo negli Usa rappresentano oltre 2,8 milioni di infezioni. Senza nuovi antibiotici, anche le ferite e le infezioni più comuni possono potenzialmente diventare letali.
Lo studio “Ring-opening metathesis polymerization of N-methylpyridinium-fused norbornenes to access antibacterial main-chain cationic polymers” pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) da un team di chimici della Texas A&M University e dell’università del Massachusetts – Amherst, rappresenta un passo avanti verso l’eliminazione di questa minaccia: ha sviluppato una nuova famiglia di polimeri in grado di uccidere i batteri, distruggendo la membrana di questi microrganismi e senza indurre resistenza agli antibiotici.
Il coordinatore del team di ricerca Quentin Michaudel della Texas A&M University, spiega che «I nuovi polimeri che abbiamo sintetizzato, in futuro potrebbero aiutare a combattere la resistenza agli antibiotici fornendo molecole antibatteriche che operano attraverso un meccanismo contro il quale i batteri non sembrano sviluppare resistenza».
Lavorando all’interfaccia tra chimica organica e scienza dei polimeri, il Laboratorio Michaudel è stato in grado di sintetizzare il nuovo polimero progettando una molecola carica positivamente che può essere “cucita” molte volte per formare una grande molecola composta utilizzando l’AquaMet, un materiale catalizzatore che secondo Michaudel, è fondamentale, «Dato che deve tollerare un’elevata concentrazione di cariche ed essere anche solubile in acqua. Una caratteristica insolita per questo tipo di processo».
I polimeri così ottenuti sono stati messi alla prova contro due principali tipi di batteri resistenti agli antibiotici. E. coli e Staphylococcus aureus (MRSA) e intanto i ricercatori hanno anche testato la tossicità dei loro polimeri per i globuli rossi umani.
Michaudel spiega ancora che «Un problema comune con i polimeri antibatterici è la mancanza di selettività tra batteri e cellule umane quando prendono di mira la membrana cellulare. La chiave è trovare il giusto equilibrio tra l’inibizione efficace della crescita dei batteri e l’uccisione indiscriminata di diversi tipi di cellule».
Per Michaudel il merito del successo nel determinare il catalizzatore perfetto per l’assemblaggio delle loro molecole va alla natura multidisciplinare dell’innovazione scientifica e alla generosità dei ricercatori che si dedicano a questo tipo di ricerche in tutti gli Usa: «Questo progetto è stato elaborato per diversi anni e non sarebbe stato possibile senza l’aiuto di diversi team, oltre ai nostri collaboratori dell’università del Massachusetts. Ad esempio, abbiamo dovuto spedire alcuni campioni al Letteri Lab dell’università della Virginia per determinare la lunghezza dei nostri polimeri, il che ha richiesto l’uso di uno strumento di cui dispongono pochi laboratori nel Paese. Siamo anche estremamente grati a Nathan Williams e il dottor Jean-Philippe Pellois qui alla Texas A&M, che hanno fornito la loro esperienza nella nostra valutazione della tossicità contro i globuli rossi. Ora il team si concentrerà sul miglioramento dell’attività dei suoi polimeri contro i batteri , in particolare, sulla loro selettività per le cellule batteriche rispetto alle cellule umane, prima di passare ai test in vivo. Stiamo sintetizzando una varietà di analoghi con questo obiettivo entusiasmante che abbiamo in mente».