Nuovi antibiotici dagli abitanti delle foglie
Un team di ricercatori dell'ETH guidato da Julia Vorholt e J?rn Piel ha scoperto nuove sostanze antibiotiche nei batteri che colonizzano le superfici fogliari di una pianta selvatica autoctona.
Sulle foglie delle piante vive un gran numero di microrganismi diversi, come batteri e funghi. Le superfici delle foglie sono densamente colonizzate anche se vi si trovano solo pochi nutrienti. Per tenere a bada la concorrenza, molti abitanti delle foglie ricorrono alla guerra chimica: hanno sviluppato sostanze antibiotiche che bloccano la crescita e la riproduzione degli altri coinquilini.
Un gruppo di ricercatori guidati dai due l'ETH Julia Vorholt e J?rn Piel dell'Istituto di microbiologia ha ora scoperto un batterio particolarmente produttivo durante una ricerca sistematica sulle foglie di crescione (Arabidopsis thaliana): il Brevibacillus sp. Leaf 182.
Negli esperimenti, ha inibito la metà di tutti i 200 ceppi che i ricercatori avevano isolato dalle superfici delle foglie. Il batterio produce e secerne almeno quattro composti chimici antibiotici. Brevibacillus sp. Leaf 182. Due di questi composti erano già noti, mentre una sostanza chiamata macrobrevina aveva una struttura chimica precedentemente sconosciuta.
Interazioni antibiotiche scoperte
"Abbiamo utilizzato metodi bioinformatici per cercare gruppi di geni che generalmente controllano la produzione di sostanze e che quindi potrebbero avere un effetto su altri batteri", spiega Vorholt. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno testato in laboratorio quali di questi ceppi hanno un effetto antibiotico nei confronti di altri, cioè fanno sì che alcuni batteri non si moltiplichino più. In totale, hanno trovato oltre 700 interazioni antibiotiche di questo tipo tra diversi ceppi microbici.
L'obiettivo del progetto, finanziato dal FNS e dall'ERC, era quello di trovare nuovi antibiotici in un habitat finora non studiato. "Finora la ricerca si è concentrata in particolare sull'habitat del suolo, ma ora vi troviamo sempre gli stessi composti", spiega Vorholt.
Disinnescare la crisi degli antibiotici
Tuttavia, la ricerca di nuovi antibiotici sta diventando sempre più difficile. Piel parla della crisi degli antibiotici: "Non ci sono quasi più antibiotici a cui almeno un agente patogeno non sia resistente" e le aziende hanno più o meno smesso di cercare nuove sostanze perché non è abbastanza redditizio.
Con il loro progetto, i ricercatori dell'ETH stanno attingendo a un nuovo serbatoio dal grande potenziale. "Ora chiariremo se la macrobrevina e le altre sostanze appena scoperte sono efficaci anche contro i batteri che causano malattie nell'uomo", afferma Piel. Tuttavia, egli ritiene che il successo di aver dimostrato che ci sono ancora molte sostanze naturali per gli antibiotici da scoprire nel microcosmo finora poco studiato delle superfici fogliari sia ancora più grande di questa possibilità: "Questo ecosistema incredibilmente vario può certamente fornire ancora molti nuovi approcci per la medicina. I nostri risultati confermano che è salario espandere la ricerca di antibiotici in natura".
Riferimento alla letteratura
Helfrich EJN et al. Interazioni bipartite, produzione di antibiotici e potenziale biosintetico dei batteri della spugna. Arabidopsismicrobioma fogliare. Nature Microbiology, 2018. doi: pagina esterna10.1038/s41564-018-0200-0