Nuovo antibiotico da un fungo del letame di cavallo
I ricercatori dell'Istituto di microbiologia dell'ETH di Zurigo hanno scoperto una nuova proteina in un fungo che cresce sul letame di cavallo e ha un effetto antibiotico. I ricercatori stanno ora esplorando diverse potenziali applicazioni.
Microbiologi e biologi molecolari dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Bonn hanno scoperto una nuova sostanza attiva nei funghi che uccide i batteri. La sostanza, chiamata copsina, ha lo stesso effetto degli antibiotici classici, ma appartiene a una diversa classe di sostanze biochimiche: La copsina è una proteina, mentre gli antibiotici classici sono composti organici ma non proteine.
I ricercatori, guidati da Markus Aebi, professore di micologia, hanno scoperto la sostanza attiva nello sterco ispido che tintinna. (Coprinopsis cinerea), un fungo che cresce sul letame dei cavalli e che si trova anche in Svizzera. All'inizio del loro lavoro di ricerca, gli scienziati erano interessati a capire come questo fungo e vari batteri influenzassero la crescita reciproca. A tal fine, hanno coltivato il fungo in laboratorio insieme a diversi tipi di batteri. ? emerso che il tintinnio è in grado di uccidere alcune specie. In ulteriori ricerche, gli scienziati sono riusciti a dimostrare che la copsina prodotta dal fungo è responsabile di questo effetto antibiotico.
La copsina appartiene alle cosiddette defensine. Si tratta di piccole proteine che molti organismi viventi producono come difesa contro i microrganismi patogeni. Anche il corpo umano produce defensine per proteggersi dalle infezioni. Sono state rilevate, ad esempio, sulla pelle o nelle membrane mucose.
La questione della ricerca fondamentale
Per Aebi, questo lavoro di ricerca non si è concentrato tanto sull'applicazione del nuovo principio attivo. "Resta da vedere se un giorno la Copsin verrà utilizzata come antibiotico in medicina. Non è affatto certo, ma non si può nemmeno escludere", afferma.
Per il professore dell'ETH le questioni di principio sono molto più interessanti. Ad esempio, da milioni di anni i funghi utilizzano con successo le defensine e altre sostanze antibiotiche naturali per difendersi dai batteri. Perché questo funziona con i funghi, mentre l'uomo usa anche gli antibiotici in medicina da 70 anni, ma molti di essi sono già inutili a causa della resistenza? "I funghi hanno un manuale di istruzioni interno su come utilizzare queste sostanze senza selezionare batteri resistenti. Decifrare queste istruzioni è una domanda interessante per la ricerca fondamentale", dice Aebi.
Proteina estremamente stabile
Andreas Essig, postdoc del gruppo di Aebi e primo autore dello studio, sta attualmente esplorando le possibili applicazioni della copsina, per la quale l'ETH ha presentato un'iscrizione al brevetto. Essig è stato motivato dalle proprietà biochimiche della sostanza attiva. "La copsina è una proteina eccezionalmente stabile", afferma Essig. Di norma, le proteine sono sensibili agli enzimi che le degradano e alle alte temperature. La copsina è un'eccezione: rimane stabile anche se riscaldata a 100 gradi Celsius per diverse ore o se esposta a enzimi che degradano le proteine. Gli scienziati sospettano che la proteina abbia queste proprietà perché ha una struttura tridimensionale molto compatta, come hanno scoperto utilizzando la spettroscopia NMR.
I ricercatori dell'ETH sono riusciti anche a decifrare l'esatta modalità d'azione. Hanno scoperto che la copsina può legarsi al lipide II, un materiale di costruzione della parete cellulare dei batteri. "L'assemblaggio della parete cellulare è il tallone d'Achille dei batteri", spiega Essig. Se la copsina si lega al lipide II, i batteri muoiono perché non possono più formare un nuovo involucro cellulare.
Oltre all'uso come antibiotico in medicina, potrebbe essere utilizzata anche nel settore alimentare. La copsina uccide, tra l'altro, la listeria. Si tratta di batteri che possono causare gravi intossicazioni alimentari e sono quindi particolarmente temuti nella produzione di alimenti animali non riscaldati, come il formaggio a latte crudo o la carne secca.
Letteratura di riferimento
Essig A, Hofmann D, Münch D, Gayathri S, Künzler M, Kallio PT, Sahl HG, Wider G, Schneider T, Aebi M: Copsin, un nuovo antibiotico fungino a base di peptidi che interferisce con la sintesi del peptidoglicano. Journal of Biological Chemistry, pubblicazione online dal 23 ottobre 2014, doi: pagina esterna10.1074/jbc.M114.599878