venerdì, Giugno 21, 2024

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Batteri resistenti? Ritorna il loro incubo: i fagi.

La resistenza agli antibiotici è una preoccupazione importante. In effetti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ritiene oggi una delle più grandi minacce alla salute globale, alla sicurezza alimentare e allo sviluppo. Sebbene gli antibiotici abbiano salvato innumerevoli vite durante la loro lunga storia in medicina, non sono senza problemi. Oltre al terrore incombente della resistenza, l’uso di antibiotici porta altre preoccupazioni. Ad esempio, sebbene distruggano i batteri che causano la malattia, uccidono indiscriminatamente anche altre specie di batteri. Sta diventando sempre più chiaro che i nostri batteri intestinali sono una parte essenziale della nostra salute e distruggerli in grandi quantità avrà conseguenze negative. Gli antibiotici possono anche causare problemi gastrointestinali – spesso a causa dell’abbattimento in massa dei batteri (disbiosi). Per questi motivi, la caccia alle alternative agli antibiotici si sta facendo sentire. Uno studio preliminare su piccola scala conclude che i batteriofagi – virus che infettano i batteri – potrebbero essere una valida alternativa per gli antibiotici in futuro. Gli scienziati del Dipartimento di Nutrizione e Studi Alimentari dell’Università George Mason di Fairfax, in Virginia, sono interessati al potenziale terapeutico dei batteriofagi.

I batteriofagi sono virus che attaccano e uccidono i batteri. Dove si trovano i batteri, i batteriofagi saranno vicini. Scoperti nel 1915 prima della penicillina, l’era della terapia con batteriofagi iniziò dopo il suo primo utilizzo nel 1917 da parte di Felix d’Herelle ed è ancora comunemente usata nei paesi dell’Europa orientale. La mancanza di dati sulla farmacocinetica / farmacodinamica, sulla risposta immunologica, sull’efficacia in vivo e sull’emergere della resistenza sono stati i potenziali motivi per cui questo trattamento non è stato sviluppato su larga scala in altri paesi un secolo dopo. Con una dimensione di 25-200 nm, i fagi si comportano come altri virus con principalmente due tipi di cicli di replicazione: ciclo litico e ciclo lisogenico. Il fago penetra nei batteri dopo l’attacco, quindi l’acido nucleico virale (principalmente DNA) viene rilasciato nel citoplasma batterico. Durante il ciclo litico, il virus utilizza il meccanismo metabolico della cellula ospite per produrre grandi quantità di componenti virali e uccide i batteri mediante lisi cellulare grazie alle endolisine fagiche, che consentono il rilascio di virioni di progenie per infettare altri batteri. I fagi temperati subiscono un ciclo lisogenico durante il quale il DNA virale viene rapidamente integrato nel genoma batterico o rimane sotto forma di plasmide e viene quindi duplicato insieme a tutto il materiale genetico durante la divisione batterica.

Questa nuova forma di DNA virale in dormienza, chiamata “prophage”, può conferire specifici vantaggi fenotipici ai batteri bersaglio, come la resistenza o la virulenza. Per questi motivi i fagi temperati non sono considerati nella terapia dei fagi. Anche se l’utilizzo di un virus per combattere i batteri all’interno del nostro corpo potrebbe sembrare un’idea rischiosa, i batteriofagi attaccano solo i batteri, lasciando intatte le cellule umane. Inoltre, sono altamente specifici per determinati ceppi batterici, il che significa che non esiste alcuna raccolta diffusa di tutte le specie – né buona né cattiva. Per indagare i loro potenziali benefici, i ricercatori dell’Università George Mason hanno reclutato 31 persone che stavano vivendo significativi disagi gastrointestinali ma non avevano una specifica condizione digestiva. Il gruppo era diviso in due. La metà di tutti i partecipanti ha ricevuto l’intervento sperimentale – quattro ceppi di batteriofagi che attaccano specificamente Escherichia coli, un agente patogeno che è ben noto per causare infezioni intestinali. L’altra metà ha ricevuto un placebo. Dopo 4 settimane di trattamento, c’è stato un periodo di “wash-out” di 2 settimane. Quindi, il gruppo che ha assunto il placebo ha iniziato il trattamento con il batteriofago per 4 settimane, mentre il gruppo sperimentale è passato al placebo per 4 settimane.

I risultati sono stati incoraggianti; c’è stata una riduzione significativa di un marker infiammatorio legato a reazioni allergiche, chiamato interleuchina 4 (IL-4). Il team ha anche misurato livelli aumentati di specie batteriche considerate “buone”. Per esempio, le persone nel gruppo che avevano marcatori precoci di sindrome metabolica hanno visto un aumento di Bifidobacterium spp. Inoltre è stata osservata una riduzione del Clostridium perfringens, una causa comune di intossicazione alimentare. E, cosa importante, non sono state registrate reazioni avverse. È la prima volta che il trattamento con batteriofagi non ha effetti collaterali apparenti, almeno con l’uso a breve termine. Inoltre, i potenziali usi per i trattamenti di batteriofagi vanno oltre i disturbi gastrointestinali. I ricercatori stanno ora esplorando l’uso dei batteriofagi negli integratori per aiutare a ripristinare l’equilibrio nel microbiota delle persone con sindrome metabolica. Questi individui hanno tipicamente alterazioni delle popolazioni di batteri intestinali a causa dell’infiammazione in atto. Potrebbe esserci un ruolo anche per i batteriofagi nei paesi in via di sviluppo. In particolare, le persone che presentano carenze nutrizionali dovute a diarrea cronica.

È interessante sapere che i batteriofagi sono stati utilizzati come agenti antibatterici negli anni ’20 e ’30 negli Stati Uniti. Uno dei motivi principali per cui sono caduti in disgrazia è stato l’avvento degli antibiotici, che erano molto più facili da produrre, conservare e prescrivere. Ma con la minaccia della resistenza agli antibiotici che alza la testa, uno ritorno ai batteriofagi potrebbe essere la carta vincente.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Vinner GK, Malik DJ. Res Microbiol. 2018 Jun 7. 

Bury S et al. Front Microbiol. 2018 May 29; 9:929. 

Elbehery AHA et al. Front Microbiol. 2018 May 29; 9:1110.

Fernández-Ruiz I et al. Front Microbiol. 2018; 9:1033. 

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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