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Identificato un nuovo obiettivo per combattere una pericolosa infezione da Melioidosi

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di Ronja Münch, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI)

Centro attivo dell’enzima BurG, che forma un composto chimico altamente reattivo che svolge un ruolo cruciale nella melioidosi. Credito: Michael Groll/Felix Trottmann

I ricercatori del Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology—Hans Knöll Institute (Leibniz-HKI) di Jena, in Germania, hanno identificato un enzima che è un promettente nuovo bersaglio terapeutico per combattere la pericolosa malattia batterica melioidosi. Aiuta il batterio patogeno Burkholderia pseudomallei a costruire una molecola tossica che è fondamentale nel processo di infezione. I risultati sono stati pubblicati in Chimica della natura.

La melioidosi è una malattia pericolosa per la vita causata dal batterio Burkholderia pseudomallei. “Senza trattamento, la malattia di solito è fatale”, spiega Christian Hertweck, capo del dipartimento di chimica biomolecolare presso Leibniz-HKI e professore di chimica dei prodotti naturali presso la Friedrich Schiller University di Jena. “E anche il trattamento antibiotico spesso si trascina per molti mesi e non sempre ha successo perché i farmaci comuni non funzionano bene contro questi agenti patogeni”.

Il suo gruppo di ricerca ha quindi voluto comprendere i meccanismi di infezione del batterio e ha trovato un possibile nuovo punto di partenza per combattere la malattia. “Abbiamo trovato un enzima che sintetizza una struttura molecolare centrale per l’infezione”, spiega Felix Trottmann, primo autore dello studio.

L’enzima scoperto BurG forma un anello di ciclopropanolo, un gruppo funzionale chimico altamente reattivo, da una molecola precursore. In studi precedenti, Trottmann è stato in grado di dimostrare che questa struttura è prodotta anche da altri batteri patogeni del genere Burkholderia e apparentemente ha un ruolo importante nell’infezione. Se il percorso biosintetico di questa molecola viene disattivato dalle mutazioni, i batteri sono molto meno pericolosi.

Il team di ricerca ha anche chiarito la struttura 3D dell’enzima in collaborazione con TU Munich. “In un passaggio successivo, ora possiamo provare a progettare composti attivi che inibiscono l’enzima e quindi rendono i batteri meno virulenti”, spiega Trottmann. Secondo le attuali conoscenze, l’enzima si trova solo nei batteri e non nell’uomo. “La speranza è quindi quella di poter inibire in modo specifico i batteri”, afferma Hertweck. Il sistema immunitario potrebbe quindi affrontarli più facilmente.

Per comprendere la biosintesi della struttura molecolare fondamentale per l’infezione, i ricercatori hanno studiato il cluster di geni che contiene le istruzioni del DNA per produrlo. Hanno condotto gli esperimenti di laboratorio utilizzando Burkholderia thailandensis, che è molto simile a Burkholderia pseudomallei ma è molto più sicuro con cui lavorare.

La melioidosi si verifica principalmente nel sud-est asiatico e in Australia. Tuttavia, gli esperti avvertono che la malattia potrebbe diffondersi ulteriormente. Ad esempio, i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) sono stati in grado di risalire alla causa di quattro casi di meliidosi l’anno scorso, due dei quali fatali, a uno spray aromaterapico. Una specie strettamente imparentata, B. mallei, che produce anche l’anello del ciclopropanolo, è stata usata come arma biologica sia nella prima che nella seconda guerra mondiale. E anche B. pseudomallei è stato studiato come tale in alcuni paesi.


Fornito da Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI)

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