Man mano che la resistenza dei patogeni agli antibiotici cresce, gli scienziati stanno cercando una classe di farmaci che potrebbe sostituire gli antibiotici.
Tra i candidati più interessati come alternativa agli antibiotici ci sono senza dubbio le antivitamine, sostanze che disattivano le vitamine presenti nei batteri.
Da tempo gli scienziati cercano di comprende il meccanismo delle antivitamine presenti in natura. Sebbene molti di noi non ne abbiano mai sentito parlare, gli scienziati sono a conoscenza delle antivitamine da quando Sir Edward Mellanby identificò la prima (lui la chiamava “tossamina”) alla fine degli anni ’30.
Cosa fanno le antivitamine?
Queste sostanze fanno quello che suggerisce il loro nome: impediscono alle vitamine di funzionare. Ci stiamo avvicinando alla fine dell’era degli antibiotici a causa del rapido ritmo con cui i batteri stanno sviluppando resistenza. Per questo i ricercatori stanno esaminando più da vicino gli antivitaminici come base di una nuova classe di farmaci che potrebbero potenzialmente sostituire gli antibiotici per il trattamento delle infezioni batteriche.
Dettagli che contano
Come detto, il primo passo della scienza per trovare l’alternativa agli antibiotici sarà capire come le antivitamine fanno quello che fanno.
Ad esempio, l’antivitamina che annulla la vitamina B1 differisce dalla vitamina per un solo singolo atomo, e apparentemente non importante. Invece lo è, e i ricercatori dell’Università di Göttingen in Germania hanno appena pubblicato una ricerca che documenta la loro scoperta di quello che sta succedendo. Il loro rapporto è stato pubblicato sulla rivista Nature Chemical Biology.
Lo studio è stato condotto dal gruppo di Kai Tittmann del Göttingen Center for Molecular Biosciences presso l’Università di Göttingen. Il team si è giovato della collaborazione con il Computational Biomolecular Dynamics Group di Bert De Groot del Max Planck Institute for Biophysical Chemistry Di Göttingen e con il gruppo Begley di Tadhg Begley della Texas A&M University a College Station, Texas.
Antivitamine, un singolo atomo cambia tutto
L’antivitamina B1 è in realtà presente in natura ed è prodotta dai batteri come mezzo per uccidere i batteri concorrenti. Il suo “atomo critico” diverso dalla vitamina B1 appare in una posizione apparentemente poco importante, approfondendo il mistero.
Per vedere come quel singolo atomo stava svolgendo un lavoro così efficace, i ricercatori hanno utilizzato la cristallografia di proteine ad alta risoluzione. Questo ha permesso loro di osservare l’interazione tra l’antivitamina B1 e la vitamina B1 a livello atomico.
Quello che hanno visto è che l’antivitamina ha completamente interrotto la “danza dei protoni” che si vede nelle proteine funzionanti. Kai Tittmann dice: “Solo un atomo in più nell’antivitamina si comporta come un granello di sabbia in un complesso sistema di ingranaggi bloccandone la meccanica finemente sintonizzata”. (Il gruppo di Tittmann è stato il primo a documentare questa “danza” nel 2019.)
Le antivitamine non infastidiscono gli esseri umani
Una scoperta particolarmente significativa della nuova ricerca è che, sebbene l’antivitamina B1 prevenga il funzionamento di B1 nei batteri, non interferisce con la vitamina per l’uomo.
C’è speranza che un giorno si possano sviluppare antivitaminici che mirino e neutralizzino gli agenti patogeni senza danneggiare i pazienti.
Il team di De Groot ha creato simulazioni al computer per capire perché gli esseri umani non sono influenzati dall’atomo errante e ha scoperto che le proteine umane non si legano affatto all’antivitamina, per cui non ne sono “avvelenate”.
La possibilità che gli antivitaminici possano a un certo punto essere pronti a intervenire come alternativa agli antibiotici non è del tutto inaspettata.
Le antivitamine sono state effettivamente utilizzate nello sviluppo di farmaci antibiotici e antiproliferativi come il Prontosil e l’Aminopterina. E ci sono già alcuni farmaci antivitaminici in uso, in particolare gli antagonisti delle vitamine B12, B9 e K.
Se gli antibiotici esauriranno la loro efficacia, le antivitamine solo il “nuovo” amico a cui rivolgerci.
