La chiave per combattere le infezioni più resistenti potrebbe risiedere nelle molecole di animali estinti. Lo sostiene uno studio condotto da César de la Fuente, biotecnologo del laboratorio Machine Biology dell’Università della Pennsylvania. I ricercatori sono riusciti a “far rivivere” particelle di animali preistorici con l’uso dell’intelligenza artificiale (AI) e di sistemi di apprendimento automatico per sviluppare nuovi antibiotici.
Lo scienziato ipotizza che i batteri e i microrganismi contemporanei non abbiano imparato a sopravvivere alle molecole trovate nei resti di animali scomparsi migliaia di anni fa. I componenti organici potrebbero essere manipolati per sviluppare nuovi trattamenti. La proposta è stata testata in passato per estrarre il contenuto genetico dei Neanderthal e dei Denisoviani. Il nuovo saggio pubblicato sulla rivista Ingegneria Biomedica della Natura è stato più ambizioso.
Escherichia coli e salmonella si alleano per aumentare la loro resistenza agli antibiotici
Uno studio condotto negli allevamenti di pollame ha rivelato che batteri come E.coli e il Salmonella enterica Condividono elementi genetici per diventare più resistenti agli antibiotici.
Il team di scienziati ha sviluppato un modello noto come Antibiotic Peptide Deextinction (APEX). Il sistema utilizza algoritmi avanzati di intelligenza artificiale e apprendimento automatico per estrarre gruppi di proteine (proteomi) generati naturalmente da specie perdute come il mammut, l’elefante dalle zanne dritte, l’antica mucca di mare, il bradipo gigante e l’alce gigante. De la Fuente spiega in dettaglio che lo strumento “ci ha permesso di esplorare gli organismi nel corso della storia evolutiva, compresi i periodi del Pleistocene e dell’Olocene. “Facciamo ricerche su molte specie, dal mammut al bradipo gigante che Charles Darwin scoprì durante una delle sue spedizioni in Patagonia.”
L’analisi approfondita è riuscita a estrarre più di 10 milioni di peptidi o corte catene di aminoacidi legate da legami chimici. Ha identificato circa 37.176 sequenze con proprietà antimicrobiche ad ampio spettro. Di questi circa 11.035 non sono presenti negli organismi attuali. “Stiamo riportando in vita molecole che esistevano migliaia di anni fa e che i batteri patogeni contemporanei non hanno mai visto. Pertanto, è molto probabile che non abbiano meccanismi di resistenza”, spiega l’autore dell’opera.
Una nuova alternativa per sviluppare antibiotici efficaci
Alcune delle serie genetiche con attività antibatterica sono state coltivate in laboratorio utilizzando procedure in vitro e hanno dimostrato di essere efficaci nel combattere alcuni agenti patogeni. Altri sono stati testati sui topi durante esperimenti di rilevanza preclinica. Sono riusciti a eliminare i batteri legati alle malattie della pelle con dosi più basse e risultati paragonabili agli antibiotici disponibili sul mercato.
“Questo lavoro ci permette di tornare indietro nel tempo per trovare sequenze diverse e una diversità di molecole che possono aiutarci ad affrontare la resistenza agli antibiotici. Pensiamo sempre al DNA per esplorare la vita, ma questo studio propone di iniziare a utilizzare le molecole come fonti di informazioni evolutive. L’intento è capire come sono progrediti o che tipo di mutazioni si sono verificate nel tempo e conoscere meglio il nostro sistema immunitario e, magari, prevedere come si evolverà”, aggiunge il biotecnologo.
I risultati del progetto non sono ancora conclusivi. I ricercatori stanno esplorando nuove procedure per migliorare l’efficacia delle colture. Provano a combinare diverse molecole della stessa specie o due simili, come il mammut o l’elefante dalle zanne dritte. Stanno cercando di determinare se i microrganismi sono in grado di sviluppare resistenza agli antibiotici creati con composti del passato.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità stima che le infezioni uccidano quasi 1,3 milioni di persone ogni anno a livello globale. Il gruppo di coordinamento interagenzia sulla resistenza antimicrobica avverte che la resistenza agli antibiotici è una delle 10 principali minacce che l’umanità deve affrontare. Senza adeguate misure di contenimento, le morti annuali dovute a infezioni resistenti ai farmaci potrebbero salire a oltre 10 milioni entro il 2050.
