• Antibioticoresistenza e allevamenti
• Lo studio condotto sul rumine
• Conclusioni

Stato dell’arte
Il costante aumento dell’antibioticoresistenza rende necessaria l’individuazione di nuove alternative nell’affrontare le infezioni batteriche.

Cosa aggiunge questa ricerca
Alla ricerca di nuove proposte antimicrobiche, i ricercatori basandosi su dati di metatranscrittomica di microrganismi eucarioti colonizzanti il rumine, hanno individuato potenziali nuovi peptidi antimicrobici caratterizzandone e testandone in particolare uno detto Lubelisin.

Conclusioni
Gli eucarioti del rumine sembrerebbero quindi essere una potenziale risorsa di agenti antimicrobici per il trattamento di infezioni batteriche. Il loro ruolo nell’ecosistema del rumine rimane ancora da esplorare.

Il rumine potrebbe essere una fonte di nuovi peptidi antimicrobici da poter utilizzare come alternative ai classici antibiotici nelle infezioni batteriche risolvendo, almeno in parte, il problema del costante aumento della resistenza. Tra questi nuovi peptidi, Lubelisin (GIVAWFWRLAR) ha mostrato una certa attività soprattutto contro ceppi di S. aureus meticillina-resistenti.

È quanto si può riassumere dallo studio di Lucy A. Onime e colleghi della Queen’s University Belfast (Belfast, Irlanda), di recente pubblicato su BMC Microbiology.

Antibioticoresistenza e allevamenti

L’aumento dell’antibioticoresistenza rende la scoperta di nuove strategie terapeutiche fondamentale. Un aiuto potrebbe venire dai peptidi antimicrobici (AMPs), un set diversificato di composti scoperti in microrganismi e con attività antibatteriche e/o antivirali e/o antimicotiche ad ampio spettro.

La loro rapidità d’azione diminuisce inoltre la possibilità di insorgenza di resistenza. Nonostante ne sia stato già individuato qualcuno, non è stato finora condotto uno studio approfondito per un loro screening. Essendo il rumine fisiologicamente popolato da microrganismi eucarioti (funghi anaerobi e protozoi) ha rappresentato per i ricercatori un buon punto di partenza.

Sostanze antimicrobiche quali batteriocine e relativi ceppi produttori sono inoltre già state identificate in questo contesto seppur di origine procariotica. Ipotizzando la potenzialità del rumine di fornire molti altri AMPs, è stato quindi setacciato tutto il patrimonio metatranscrittomico degli eucarioti presenti (eucariotoma). Vediamo quindi i principali risultati.

Lo studio condotto sul rumine

Attraverso un approccio bioinformatico e database online , sono stati identificati 208 potenziali candidati AMPs. La loro attività è quindi stata testata contro Salmonella enterica serovar Typhimurium SL1344, Escherichia coli K12, Staphylococcus aureus-15 (EMRSA-15) meticillina resistente e Pseudomonas aeruginosa ceppo H1001.

Tredici dei 208 AMPs hanno mostrato attività antimicrobica promettente, Lubelisin (GIVAWFWRLAR) in particolare.

Concentrandosi su Lubelisin quindi si è visto come abbia un’attività antibatterica piuttosto ampia contro Gram-positivi agendo già a concentrazioni tra 8 e64 μg/ml (minima concentrazione inibitoria o MIC). Nel dettaglio:

  • contro S. aureus si è registrata la migliore attività con MIC di 8 μg/ml e minima concentrazione battericida (MBC) di 32 μg/ml
  • leggermente meno attivo contro E. coli K12 (MIC di 64 μg/ml, MBC 128 μg/ml) e Acinetobacter baumannii (MIC, 32 μg/ml, MBC 64 μg/ml)
  • MIC di 128 μg/ml invece contro il ceppo resistente A. baumannii e Pseudomonas aeruginosa ceppo PAO1, di 256 μg/ml contro P. aeruginosa H174

Approfondendone poi la struttura e i potenziali parametri biofisici:

  • la struttura è risultata composta da soli undici aminoacidi altamente idrofobici
  • in soli 30 minuti di co-incubazione, Lumesilin (3xMIC) ha ridotto significativamente la vitalità di S. aureus-15 resistente a meticillina (≥103 CFU/mldi cellule morte), risultato raggiunto solo dopo 6 ore con vancomicina
  • nessuna acquisita resistenza si è mostrata dopo vari passaggi di duplicazione del ceppo S. aureus-15 in presenza di Lumesilin
  • alla concentrazione MIC il passaggio della membrana batterica si è mostrato essere pari al 25%, salita a oltre il 75% a doppia concentrazione indicando come la sua attività possa implicare il bypass della membrana
  • assieme all’attività battericida si è tuttavia registrata un’attività emolitica concentrazione dipendente contro i globuli rossi umani del 4,8% con conseguente basso indice terapeutico (0,43)
  • confrontando la morfologia cellulare, l’incubazione con il peptide ha rafforzato l’idea della distruzione della membrana con conseguente rilascio del contenuto citoplasmatico

Conclusioni

Per concludere quindi, il rumine ha mostrato di essere una valida risorsa di peptidi antimicrobici di origine eucariotica. Tra questi, Lumesilin ha mostrato le caratteristiche migliori con una buona attività antibatterica in particolare contro S. aureus-15 resistente a meticillina, senza peraltro indurgli alcuna ulteriore resistenza.

Ulteriori approfondimenti in questo settore volti sia alla ricerca di nuove alternative (magari più sicure visto l’emolisi) sia alla caratterizzazione dei loro meccanismi d’azione sono quindi incoraggiati da questi promettenti risultati.