Nuovo antibiotico antivirale: la daunorubicina blocca i batteriofagi attraverso la morte cellulare prematura
I ricercatori decifrano il modo in cui il farmaco antitumorale interrompe il ciclo dell'infezione virale in fase iniziale
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Anche i batteri producono molecole con effetto antivirale. I ricercatori della Heinrich Heine University di Düsseldorf (HHU) e del Forschungszentrum Jülich (FZJ), insieme ai colleghi di Marburg e Zurigo, hanno studiato la molecola antivirale daunorubicina e decifrato il suo modo di agire contro i virus. Il meccanismo, diretto principalmente contro un gruppo specifico di virus, i batteriofagi, è stato descritto nella rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Il batterio del suolo Streptomyces è un noto produttore di piccole molecole bioattive che possono avere proprietà antibatteriche, anticancerogene e anche antivirali.
Copyright: HHU / Julia Frunzke/Verena Resch
Durante una passeggiata estiva nel bosco, il fresco profumo del suolo è piacevolmente percepibile. Tuttavia, questo odore non proviene dalla foresta stessa, ma è una miscela di piccole molecole volatili prodotte dai batteri del suolo - gli streptomiceti. Queste molecole sono importanti anche in altri modi: Infatti, più di due terzi dei principi attivi di origine naturale utilizzati in campo medico sono prodotti dagli streptomiceti .
I batteri utilizzano queste molecole per proteggersi da altri microrganismi. Ed è stato dimostrato che spesso queste sostanze funzionano bene anche nell'uomo. Oltre agli antibiotici noti contro le infezioni batteriche, i batteri del suolo producono anche molecole che proteggono dai virus, i cosiddetti batteriofagi.
Una molecola nota che mostra questa attività antivirale è la "daunorubicina". Questa molecola che inibisce la crescita cellulare è utilizzata in particolare nella terapia del cancro. In uno studio condotto dalla HHU e dall'FZJ sotto la direzione della Prof.ssa Julia Frunzke (Istituto di Interazioni Microbiche), i ricercatori hanno dimostrato che la daunorubicina inibisce efficacemente la riproduzione di vari batteriofagi: Durante l'infezione di un batterio con un batteriofago, si innesca un processo di distruzione reciproca. L'Istituto Max Planck per la Microbiologia Terrestre di Marburgo e il Politecnico di Zurigo hanno partecipato allo studio, finanziato nell'ambito del programma prioritario DFG SPP 2330. Sono stati coinvolti anche partner del Centro di ricerca collaborativo SFB1535 "MibiNet", coordinato dalla HHU.
Il Prof. Frunzke, autore corrispondente dello studio ora pubblicato su PNAS: "Siamo riusciti a dimostrare che la daunorubicina arresta o ritarda il ciclo dell'infezione in una fase iniziale. Di conseguenza, le proteine virali tossiche, normalmente necessarie in quantità strettamente regolamentate per il successo dell'infezione, vengono prodotte in quantità maggiori. Esse uccidono prematuramente la cellula batterica e quindi impediscono anche la replicazione virale".
La dott.ssa Larissa Ernst, primo autore e postdoc nel gruppo di ricerca di Frunzke: "Tuttavia, se sono presenti altri 'meccanismi di difesa' batterici, la presenza di daunorubicina ne aumenta l'efficacia e consente alla cellula di sopravvivere senza che i virus possano riprodursi al suo interno".
Il Prof. Frunzke ha parlato delle ulteriori prospettive dei risultati: "Gli ultimi anni hanno cambiato radicalmente la nostra comprensione dei sistemi immunitari batterici. Con la nostra ricerca, stiamo contribuendo a una migliore comprensione di come questi diversi sistemi di difesa interagiscono. Questa conoscenza è particolarmente importante per l'ulteriore sviluppo di terapie fagiche efficaci. In tempi di crescente resistenza agli antibiotici, i fagi offrono un'alternativa promettente per il trattamento delle infezioni causate da agenti patogeni multiresistenti. Poiché tali terapie sono spesso combinate con gli antibiotici, è fondamentale comprendere nel dettaglio i meccanismi di difesa batterica e renderli utilizzabili a livello terapeutico."
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Pubblicazione originale
Larissa Ernst, Cornelia Gätgens, Bente Rackow, Nadiia Pozhydaieva, Elyès Gaaloul, Aileen Krüger, Johannes Seiffarth, Michelle Bund, Vivien Joisten-Rosenthal, Dietrich Kohlheyer, Björn Usadel, Alexander Harms, Katharina Höfer, Julia Frunzke; "DNA-intercalating antiphage molecules trigger abortive infection through mutual destruction and synergize with bacterial immunity"; Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 123, 2026-6-3
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