Uno studio rivela nuovi approcci per combattere la resistenza antimicrobica

I risultati di un nuovo studio, condotto dai ricercatori del Gruppo Typas presso l'EMBL Heidelberg di Zurigo e pubblicato su Nature Microbiology, rivelano un modo per profilare in modo automatico l’efficacia di oltre 10.000 combinazioni di farmaci contro i batteri resistenti ai più comuni antibiotici.

La resistenza antimicrobica (AMR) si è rapidamente affermata come una delle principali minacce globali alla salute pubblica, con milioni di vite in pericolo a causa di batteri resistenti agli antibiotici. Secondo uno studio del 2022, nel 2019 sono stati associati quasi cinque milioni di decessi a batteri resistenti agli antibiotici, con oltre un milione di morti l'anno direttamente attribuibili all'AMR.

Tradizionalmente, gli studi si sono concentrati su combinazioni specifiche di farmaci, in particolare quelli comunemente prescritti in contesti clinici. Diversi antibiotici prendono di mira diverse strutture cellulari o processi all'interno dei batteri. Possono lavorare in modo sinergico, potenziando reciprocamente la loro efficacia, o ostacolarsi a vicenda, impedendo l'azione di un altro farmaco. La mancanza di conoscenze sistematiche su queste interazioni, in particolare quando non considerati nel contesto dell'ospite, è stata una lacuna significativa per l’avanzamento delle conoscenze.

In uno studio precedente, i ricercatori del Gruppo Typas avevano profilato le combinazioni di farmaci contro i batteri Gram-negativi, che includono molti patogeni antimicrobici resistenti mortali. Tuttavia, numerosi batteri resistenti agli antimicrobici mortali appartengono anche alla categoria dei Gram-positivi, come lo Staphylococcus aureus, responsabile di centinaia di migliaia di decessi ogni anno.

Per il nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato una sofisticata configurazione robotica per studiare contemporaneamente gli effetti di centinaia di combinazioni di antibiotici e farmaci non antibiotici a diverse dosi. Si sono concentrati su tre specie rappresentative di batteri Gram-positivi: Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus e Streptococcus pneumoniae. Questo approccio completo ha incluso oltre 8.000 combinazioni di 65 diversi antibiotici, appartenenti a varie classi principali, e oltre 2.500 combinazioni di farmaci antibiotici con farmaci non antibiotici.

Lo studio ha identificato oltre mille interazioni, comprese sinergie ed antagonismi. Questi effetti erano altamente specifici per la specie e persino per il ceppo batterico. I ricercatori hanno convalidato alcune di queste scoperte in vivo infettando larve di falena con patogeni e testando specifiche combinazioni di farmaci per la loro capacità di favorire la guarigione.

Per una maggior efficacia e impatto, i ricercatori hanno reso disponibile gratuitamente l'intero database delle interazioni, fornendo una preziosa risorsa per la scoperta di nuove sinergie ed antagonismi.

Elisabetta Cacace, medico postdoc presso l'ETH Zürich e prima autrice dello studio, ha dichiarato: "Crediamo che la portata di questo studio lo renda davvero unico. Questo è un insieme così ricco di dati che credo alimenterà ipotesi per molti anni a venire. Lo trovo interessante anche dal punto di vista della biologia dei sistemi, perché vediamo interazioni tra farmaci che mirano a determinati processi cellulari che non erano noti in precedenza."

Nassos Typas, leader del gruppo EMBL e autore senior dello studio, ha sottolineato l'importanza di una tale profilazione sistematica delle interazioni farmacologiche nella lotta contro la resistenza antimicrobica, affermando: "Viviamo in un'epoca in cui sono disperatamente necessarie nuove strategie contro la resistenza antimicrobica, e lo sviluppo di nuovi antibiotici è tecnicamente impegnativo, costoso e richiede tempo. La profilazione sistematica delle interazioni farmacologiche come quella che abbiamo condotto in questo studio apre la strada a soluzioni e trattamenti alternativi per le infezioni batteriche."