Un inaspettato bloccante batterico
I ricercatori scoprono un nuovo composto che inibisce la crescita dei Fusobatteri associati ai tumori
I fusobatteri, che fanno parte del microbioma orale, sono sospettati di svolgere un ruolo nella progressione del cancro. Gli scienziati dell'Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (HIRI) stanno lavorando a strategie innovative per inibire la diffusione di questi batteri. Le molecole antisenso, che potrebbero servire come antibiotici programmabili e mirati, sono molto promettenti. In un recente studio, un team di ricerca guidato da Jörg Vogel ha identificato un composto che arresta efficacemente la crescita di cinque specie di Fusobacterium. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista mBio.
Il microbioma orale umano è composto da oltre 700 specie batteriche appartenenti a sette phyla distinti, tra cui Fusobacterium nucleatum. Tuttavia, questo microbo non è limitato alla cavità orale. Può colonizzare anche altre parti del nostro corpo, in particolare i tessuti tumorali del cancro esofageo, del colon e della mammella. In questi casi, il Fusobacterium nucleatum è stato collegato alla crescita del tumore e alle metastasi. L'inibizione mirata di questi e altri fusobatteri potrebbe migliorare le prospettive di guarigione dei pazienti oncologici. Ma come si può ottenere questo risultato? Gli scienziati dell'Istituto Helmholtz per la ricerca sulle infezioni basate sull'RNA (HIRI) di Würzburg, una sede del Centro Helmholtz di Braunschweig per la ricerca sulle infezioni (HZI), in collaborazione con la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), hanno cercato di rispondere a questa domanda.
"I fusobatteri sono stati a lungo trascurati nonostante la loro importanza clinica", afferma Jörg Vogel, direttore dell'HIRI e autore corrispondente dello studio. "Uno degli obiettivi del mio gruppo di ricerca all'HIRI è esplorare strategie che possano eliminare in modo specifico questi batteri nei carcinomi".
Antibiotici su misura
Sebbene gli antibiotici convenzionali possano inibire i fusobatteri e quindi rallentare la crescita tumorale, il loro uso a lungo termine può causare effetti collaterali indesiderati, come problemi gastrointestinali dovuti a un'alterazione della flora intestinale. Questo perché attaccano non solo i batteri nocivi ma anche quelli benefici. Per evitare questi rischi, gli scienziati dell'HIRI stanno sviluppando nuove strategie di trattamento mirate. Nel loro studio attuale, pubblicato sulla rivista mBio dell'American Society for Microbiology, si concentrano sugli acidi nucleici peptidici, o PNA. Si tratta di molecole sintetiche simili al DNA o all'RNA. A differenza degli acidi nucleici naturali, la spina dorsale dei PNA è costituita da una struttura peptidica invece che da gruppi di zucchero e fosfato, il che conferisce ai PNA un'eccezionale stabilità. Le basi rimangono simili a quelle del DNA, consentendo ai PNA di indirizzare i trascritti. Come molecole antisenso, i PNA si legano all'RNA messaggero (mRNA) complementare, bloccandone la funzione e inibendo la produzione di proteine essenziali. Questa azione mirata posiziona i PNA come una potenziale nuova generazione di agenti antibatterici.
Una scoperta inaspettata
Sorprendentemente, le molecole antisenso introdotte per colpire geni specifici non sono riuscite a inibire la crescita batterica. Tuttavia, il team di ricerca ha fatto una scoperta inaspettata: il composto di controllo, FUS79, che non aveva come bersaglio un trascritto specifico, ha mostrato una forte attività contro cinque ceppi fusobatterici senza influenzare le altre specie batteriche testate. "Il risultato è stato sorprendente perché il composto non funziona nel modo previsto per le catene di acidi nucleici antisenso, ma ha invece un meccanismo nuovo", spiega Valentina Cosi, prima autrice dello studio e dottoranda nel laboratorio di Jörg Vogel. "Sembra che eserciti i suoi effetti inducendo uno stress di membrana, destabilizzando la membrana cellulare batterica o compromettendone la funzione, anche se dobbiamo ancora approfondire questo aspetto". Vogel aggiunge che "il nostro prossimo passo sarà quello di decifrare il meccanismo stesso di questo composto e di ottimizzarlo ulteriormente per aumentarne l'efficacia".
Lo studio pone le basi per lo sviluppo di terapie antisenso contro il Fusobacterium nucleatum e sottolinea il potenziale di questo composto come nuova strategia per antibiotici più mirati. Le intuizioni acquisite hanno il potenziale per accelerare ulteriori ricerche in questo campo, che potrebbero in ultima analisi migliorare i risultati del trattamento del cancro.
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