Studiosi di Gerusalemme hanno eradicato batteri resistenti agli antibiotici infettandoli con i virus batteriofagi

Ogni anno, le infezioni resistenti ai farmaci uccidono più di 50.000 persone in tutta Europa e negli Stati Uniti, e centinaia di migliaia di pazienti in tutto il mondo. Secondo la revisione scientifica sulla resistenza antimicrobica, commissionata dal primo ministro britannico, attualmente non si riesce a risolvere il crescente problema delle infezioni farmaco-resistenti che potrebbe causare 10 milioni di morti all’anno e costare fino a 100.000 miliardi di dollari entro il 2050.

I ricercatori della Hebrew University della Facoltà di Medicina Dentale di Gerusalemme propongono, quindi, un modo quantomeno inconsueto, basato su batteri nocivi che infettano gli esseri umani, infettandoli con piccoli virus chiamati batteriofagi. Inaspettatamente, uno di questi virus, presente nelle vasche di depurazione dei liquami di Gerusalemme, può aiutare a prevenire le infezioni successive a  procedure odontoiatriche.

Solo pochi decenni fa, gli antibiotici sono stati considerati farmaci miracolosi. Ironia della sorte, perché hanno lavorato molto bene, ma sono stati utilizzati troppo spesso, portando inesorabilmente alla crescita di batteri resistenti ai farmaci. Questi agenti patogeni subiscono mutazioni che permettono loro di resistere agli antibiotici comunemente prescritti.

Uno di questi agenti patogeni è l’Enterococcus faecalis, un batterio che abita il tratto gastrointestinale degli esseri umani. Questo patogeno provoca malattie che vanno dall’endocardite alla batteriemia, dalle infezioni delle vie urinarie alla  meningite, e frequentemente è presente nel post-trattamento delle infezioni canalari.

L’E. faecalis fa parte di un ceppo molto resistente, ed è particolarmente difficile da colpire quando si raggruppa in un biofilm ed è spesso recuperato dalle infezioni persistenti associate ai trattamenti canalari; l’infezione può persistere nel 20-33% dei canali radicolari.

Il tasso frustrante di infezioni, quindi, riflette le limitazioni delle attuali opzioni di trattamento. E’ essenziale, allora, essere in grado di sviluppare modi per neutralizzare i batteri altamente virulenti, come E. faecalis, soprattutto quando è in forma di biofilm.

Un approccio alternativo  agli antibiotici tradizionali è la terapia del batteriofago. I batteriofagi o fagi, sono virus che infettano i batteri e svolgono un ruolo chiave nel mantenere l’equilibrio naturale nel loro rapporto predatore-preda con i batteri. Essi sono co-evoluti con i loro ospiti batterici per divenire “killer batterici professionali”  altamente efficaci.

Il gruppo di ricerca, guidato dal dottor Hazan Ronen e dal dottor Nurit Beyth insieme ai loro collaboratori e studenti, Dr . Shunit Glaser, Leron Khalifa, Daniel Gelman e Yair Brosh, ha sperimentato il metodo per neutralizzare l’E. faecalis in ambito odontoiatrico. Hanno isolato un fago anti-E. faecalis dalle acque di scarico di un impianto di trattamento delle acque reflue di Gerusalemme. Il fago, denominato EFDG1, è in grado di infettare il ceppo di E. faecalis V583, che è resistente alla vancomicina, il più efficace antibiotico anti-E. faecalis.

Il team ha valutato l’efficacia di EFDG1 contro l’E. faecalis sia in coltura liquida che in forma di biofilm. Dal momento che attualmente non esistono modi efficaci per sradicare il biofilm dell’E. faecalis, l’obiettivo dei ricercatori è stato quello di attaccare l’E. faecalis nella sua forma più resistente, appunto, il biofilm.

In entrambi i casi EFDG1 ha quasi completamente eradicato le colture batteriche ed è risultato molto efficace contro varie forme di E. faecalis e E. faecium isolati, indipendentemente dal loro profilo di resistenza agli antibiotici.

Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che EFDG1 era altamente efficace nel canale radicolare in caso di infezione, sia in vitro che in vivo, in campioni di tessuto. Questi risultati suggeriscono che la terapia dei fagi utilizzando EFDG1 potrebbe essere un modo efficace per prevenire l’infezione di E. faecalis consecutive a procedure endodontiche.

Per vedere se EFDG1 è sicuro da usare nella lotta contro le infezioni da E. faecalis negli esseri umani, i ricercatori hanno esaminato EFDG1 onde osservare l’eventuale presenza di geni pericolosi. Visualizzando il fago con microscopia elettronica, seguito dal sequenziamento dell’intero genoma, i ricercatori hanno scoperto che appartiene alla sottofamiglia Spounavirinae dei fagi Myoviridae, tra cui altri candidati promettenti per la terapia contro patogeni Gram positivi. Inoltre, hanno scoperto che il genoma EFDG1 non contiene geni dannosi.

Secondo il Dr. Ronen Hazan, “L’idea di utilizzare i fagi come farmaci antibatterici non è nuovo. Questa terapia è stata proposta all’inizio del 20 ° secolo, ma poi abbandonata per vari motivi, tra cui il sorprendente successo di antibiotici chimici. Ora ci troviamo alla vigilia di una nuova era con le limitazioni di antibiotici di sintesi e l’emergere di ceppi resistenti agli antibiotici. Quindi è il momento giusto per guardare di nuovo a quello che offre Madre Natura nella battaglia contro i batteri. Questa ricerca dimostra che i batteriofagi possono rivelarsi uno strumento efficace per lo sviluppo di nuovi farmaci antimicrobici”.

Nella foto: EFDG1 il batteriofago visualizzato al microscopio elettronico a trasmissione ad un ingrandimento di 20.000 – 30.000 volte. Si noti che alcuni batteriofagi sono ancora legati a resti di batteri morti.

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