Una pandemia silenziosa minaccia la salute globale: l’antibiotico-resistenza. Ogni anno, in Europa, oltre 35mila persone muoiono a causa di infezioni non più curabili con le terapie convenzionali. In questo scenario critico, la scoperta di una nuova molecola antibiotica può rappresentare una svolta.
Si chiama kineomicina ed è stata individuata da un team internazionale guidato dalla professoressa Flavia Marinelli, ricercatrice e direttrice del Dipartimento di Biotecnologie e Scienze della Vita dell’Università dell’Insubria di Varese, grazie a un approccio innovativo che unisce bioinformatica, biotecnologie e chimica. Il risultato è stato pubblicato sulla rivista Communications Chemistry[1]. Ne abbiamo parlato con la scienziata, per capire come si arriva a scoprire un antibiotico partendo da un computer.
Professoressa Marinelli, come nasce la scoperta della kineomicina?
«La scoperta è il risultato di un approccio innovativo, noto come genome mining, che ci ha permesso di individuare un microrganismo raro mai studiato prima in laboratorio come produttore di antibiotici: l’Actinokineospora auranticolor. Abbiamo analizzato oltre 600 genomi disponibili nei database pubblici, che oggi raccolgono una quantità enorme di dati sul sequenziamento dei genomi microbici. L’idea era quella di sfruttare razionalmente queste informazioni per predire, grazie a filtri bioinformatici mirati, quali microrganismi potessero avere il potenziale di produrre nuovi antibiotici. È stato un lavoro di precisione e competenza, che ci ha guidato verso un candidato promettente».
Cosa differenzia questo approccio da quelli tradizionali?
«Tradizionalmente si coltivano microrganismi in laboratorio e si testano per attività antimicrobica. Noi invece siamo partiti dal computer: abbiamo analizzato grandi moli di dati per predire virtualmente un prodotto potenzialmente attivo. Solo dopo questa predizione abbiamo acquistato il microrganismo da una collezione pubblica e l’abbiamo messo in coltura. E sorprendentemente, ha prodotto proprio la molecola dalla struttura chimica prevista e nuova, la kineomicina».
Quali sono le caratteristiche della kineomicina?
«È un nuovo antibiotico glicopeptidico, attivo contro batteri patogeni multiresistenti. Ha mostrato un’efficacia in vitro che, fatte le opportune prove nei modelli di infezione in vivo, potrebbe rappresentare un importante passo avanti nella lotta all’antibiotico-resistenza».
Chi ha collaborato a questo progetto?
«È stato un vero lavoro di squadra. Il bioinformatico ucraino Oleksandr Yushchuk ha svolto la parte iniziale di analisi dei dati genomici nel nostro laboratorio insubre. Il gruppo dei biotecnologi microbici dell’Università dell’Insubria, coordinato da Francesca Berini, ha coltivato il microrganismo identificato per via bioinformatica e prodotto la molecola. Il gruppo del professor Roderich Süssmuth della TU Berlin ha caratterizzato la struttura chimica, mentre il team del professor Jörn Kalinowski dell’Università di Bielefeld ha risequenziato il genoma del microrganismo con una risoluzione superiore a quella disponibile nei database pubblici».
Qual è il prossimo passo per la kineomicina?
«Siamo solo all’inizio. Saranno necessari molti studi, sia in vitro che in vivo, per valutare la reale applicabilità della molecola come farmaco. Ma è la dimostrazione che con metodi multidisciplinari e analisi avanzate si possono trovare nuove soluzioni anche dove non si era mai cercato».
