Nanofibrille peptidiche autoassemblanti create per combattere le infezioni batteriche intracellulari

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di nanofibrille peptidiche autoassemblanti con proprietà uniche che consentono loro di distruggere efficacemente i batteri patogeni intracellulari. I risultati di questo importante studio sono pubblicati sulla rivista Science Advances.

Qual è l'essenza del nuovo approccio?

I batteri intracellulari rappresentano una seria sfida medica perché si nascondono al sistema immunitario e sono spesso resistenti agli antibiotici tradizionali. Per superare queste sfide, un gruppo di scienziati guidato dal Dott. W. Yu ha sviluppato molecole peptidiche in grado di autoassemblarsi in nanofibrille stabili e dotate di una spiccata attività antimicrobica.

I peptidi sono stati accuratamente progettati con uno specifico equilibrio di residui amminoacidici idrofobici e idrofili. È questa struttura che consente loro di formare spontaneamente strutture fibrose chiamate nanofibrille. Queste strutture sono stabili negli ambienti biologici e resistenti alla degradazione enzimatica, il che ne aumenta significativamente il potenziale terapeutico.

Meccanismo d'azione delle nanofibrille

I ricercatori hanno dimostrato che le nanofibrille autoassemblanti:

1. Penetrano efficacemente nelle cellule infette, aggirando le barriere cellulari, grazie a una combinazione ottimizzata di amminoacidi carichi e idrofobici.
2. Raggiungono lo spazio intracellulare dove si trovano i patogeni batterici, compresi i ceppi resistenti.
3. Rompono l'integrità delle membrane batteriche, provocandone la rapida morte.

Una caratteristica importante delle nuove nanofibrille è la loro spiccata attività all'interno delle cellule infette, mentre gli antibiotici convenzionali hanno difficoltà a raggiungere tali batteri e sono meno efficaci.

Dettagli e risultati della ricerca

Gli esperimenti sono stati condotti su colture cellulari infette da batteri patogeni intracellulari (ad esempio Listeria monocytogenes). I test hanno rivelato:

• Elevata efficacia antimicrobica di nuovi peptidi contro i patogeni intracellulari.
• Tossicità minima per le cellule ospiti, a dimostrazione della loro sicurezza per un potenziale utilizzo.
• Resistenza alla degradazione da parte degli enzimi dell'organismo, che consente l'uso delle nanofibrille sotto forma di farmaci terapeutici con effetto prolungato.

Ulteriori studi condotti mediante microscopia elettronica hanno confermato la formazione di nanofibrille e le analisi biochimiche hanno dimostrato che queste strutture sono stabili e presentano caratteristiche fisico-chimiche stabili.

Significato pratico della scoperta

Le nanofibrille sviluppate rappresentano un'alternativa promettente agli antibiotici tradizionali, soprattutto nella lotta contro le infezioni difficili da trattare. Possono essere utilizzate:

• Per il trattamento delle infezioni intracellulari, compresi i ceppi batterici resistenti contro i quali molti antibiotici sono inefficaci.
• Come base per la somministrazione di altri farmaci alle cellule, grazie alla loro capacità di penetrare le membrane cellulari.
• Come parte di una terapia complessa per gravi malattie infettive come la tubercolosi, la brucellosi, la salmonellosi e altre malattie causate da agenti patogeni intracellulari.

Questo approccio può essere adattato anche per creare nuovi materiali e rivestimenti con proprietà antimicrobiche per la prevenzione delle infezioni nosocomiali.

Progetti e prospettive future

In futuro, i ricercatori prevedono di continuare i test su modelli animali per confermare l'efficacia e la sicurezza delle nanofibrille negli organismi viventi. Inoltre, sono in corso lavori per ottimizzare la struttura dei peptidi per un'azione ancora più efficace contro diversi ceppi di batteri intracellulari.

Pertanto, la creazione di nanofibrille peptidiche autoassemblanti apre una direzione completamente nuova nello sviluppo di antibiotici e materiali biomedici. L'approccio basato sull'autoassemblaggio controllato di peptidi dimostra un potenziale significativo per la medicina del futuro, soprattutto alla luce della crescente resistenza agli antibiotici e delle nuove sfide poste dalle malattie infettive.