Introduzione
Negli ultimi 30 anni, l’industria farmaceutica ha mostrato un crescente disinteresse per la ricerca e lo sviluppo di nuovi antibiotici. Tra le ragioni principali vi sono i bassi ritorni economici, poiché gli antibiotici, a differenza dei farmaci per le malattie croniche, sono utilizzati per brevi periodi e la loro efficacia viene preservata attraverso un uso limitato (Spellberg et al., 2004). Di conseguenza, molte grandi aziende farmaceutiche hanno ridotto o interrotto i loro programmi di ricerca sugli antibiotici, lasciando solo poche aziende impegnate nello sviluppo di nuovi composti. Negli ultimi decenni, la ricerca di nuovi antibiotici è diventata una priorità globale a causa della crescente minaccia rappresentata dall’antibiotico-resistenza. Questo fenomeno, causato principalmente dall’uso eccessivo e inappropriato degli antibiotici, ha portato alla selezione di batteri resistenti che non possono essere trattati con i farmaci attualmente disponibili.
La pipeline di nuovi antibiotici è attualmente limitata e concentrata principalmente su varianti di antibiotici esistenti piuttosto che su nuove classi di farmaci (Theuretzbacher et al., 2020). Nel 2019, solo pochi nuovi antibiotici sono stati approvati, e molti di questi sono stati sviluppati come trattamenti di ultima linea per infezioni gravi causate da batteri resistenti (Theuretzbacher et al., 2020). Nonostante l’urgenza, la pipeline di nuovi antibiotici si è ridotta drasticamente, e molti batteri patogeni sono diventati resistenti a più farmaci (multi-drug resistant, MDR). Questo articolo esamina lo stato attuale della ricerca di nuovi antibiotici, le sfide che la ricerca e lo sviluppo devono affrontare, e le strategie innovative che stanno emergendo per contrastare la resistenza agli antibiotici.
Lo stato della ricerca di nuovi antibiotici
Negli ultimi anni, la scoperta di nuovi antibiotici per contrastare la resistenza antimicrobica ha fatto importanti progressi, in particolare grazie all’uso dell’intelligenza artificiale (IA). Una delle scoperte più rilevanti è stata fatta dal Massachusetts Institute of Technology (MIT), che ha identificato una nuova classe di antibiotici efficace contro lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), uno dei batteri più pericolosi a livello globale. Questa scoperta è stata possibile grazie a un algoritmo di IA che ha analizzato milioni di molecole per individuare quelle con il potenziale di combattere le infezioni batteriche resistenti. Questo approccio ha già dato risultati promettenti nei test sugli animali e potrebbe aprire la strada a nuovi trattamenti.
Una di queste innovazioni è la scoperta di una nuova classe di antibiotici da parte dei ricercatori dell’Università di Uppsala. Questa nuova classe ha come bersaglio i batteri Gram-negativi, agendo specificamente su una proteina chiamata LpxH, coinvolta nella sintesi dei lipopolisaccaridi, un componente cruciale della parete cellulare batterica. Questo percorso non era stato preso di mira da nessun antibiotico precedentemente noto, il che significa che i batteri non hanno ancora sviluppato resistenza a questa classe. Negli studi preclinici, questa classe di antibiotici ha dimostrato efficacia nel trattamento delle infezioni del flusso sanguigno nei modelli di topi causate da batteri resistenti come Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae, che sono particolarmente difficili da trattare.
Un’altra innovazione è stata ottenuta dalla McMaster University, dove è stato scoperto un nuovo antibiotico efficace contro il superbatterio Acinetobacter baumannii, un microrganismo spesso presente negli ospedali e resistente a molti trattamenti. Grazie all’IA, i ricercatori sono riusciti a identificare questo antibiotico in appena due ore, velocizzando enormemente il processo di scoperta di nuovi farmaci. Attualmente, sono in sviluppo circa 32 nuovi antibiotici, ma solo pochi hanno mostrato innovazioni significative e potrebbero essere utili contro i patogeni più critici, come quelli resistenti agli antibiotici di ultima istanza. Questo indica che, nonostante i progressi, la pipeline di ricerca ha ancora molta strada da fare per rispondere adeguatamente alla crescente minaccia dell’antibiotico-resistenza.
Strategie nella ricerca di antibiotici
Nonostante le difficoltà, diverse strategie innovative stanno emergendo per superare le sfide nella ricerca di nuovi antibiotici.
- Riscoperta di antibiotici abbandonati
Una strategia promettente è la riscoperta di antibiotici abbandonati o poco utilizzati. Alcuni antibiotici che erano stati accantonati in passato a causa di effetti collaterali o mancanza di efficacia contro i batteri comuni stanno ora trovando una nuova vita grazie alla modifica delle loro formulazioni o all’identificazione di nuovi bersagli terapeutici (Lewis, 2013). Ad esempio, la teixobactina, un antibiotico scoperto di recente che agisce su batteri gram-positivi come MRSA, ha riacceso l’interesse per la ricerca di composti che potrebbero essere utilizzati contro batteri resistenti (Ling et al., 2015). Lo stesso dicasi per l’acido fiusidico e la lincomicina, che in passato hanno trovato un uso clinico molto ristretto e poco studiato e/o considerato.
- Antibiotici sintetici e combinazioni di farmaci
Le tecnologie moderne permettono la sintesi di nuovi antibiotici basati su molecole esistenti, migliorando la loro efficacia o riducendo la loro suscettibilità ai meccanismi di resistenza. Questo approccio sta avendo qualche successo nella strategia di trattamento contro la tubercolosi e le malattie parassitarie, come la malaria e la tripanosomiasi. Inoltre, le combinazioni di farmaci, che utilizzano due o più antibiotici insieme per superare la resistenza, rappresentano una strategia promettente (Worthington & Melander, 2013).
3. Ricerca di nuove classi di antibiotici
La scoperta di nuove classi di antibiotici è l’obiettivo principale della ricerca, anche se è estremamente difficile. Tuttavia, ci sono stati alcuni successi recenti, come la scoperta di nuove molecole con meccanismi d’azione innovativi che potrebbero superare la resistenza (Ling et al., 2015). Un esempio di successo è rappresentato dalla scoperta di antibiotici che colpiscono nuovi bersagli all’interno dei batteri, come le vie metaboliche essenziali o le proteine responsabili della resistenza. Questi approcci offrono la speranza di sviluppare antibiotici che i batteri non possono facilmente neutralizzare (Lewis, 2013).
4. Riconversione di farmaci esistenti
Un altro approccio innovativo è la riconversione di farmaci esistenti per nuovi usi contro batteri resistenti. Alcuni farmaci sviluppati per trattare altre condizioni, come il cancro o le malattie infiammatorie, hanno dimostrato attività antibatterica e possono essere “riconvertiti” per combattere infezioni resistenti (Brown, 2015).
Prospettive Future nella Ricerca
Nonostante le sfide significative, ci sono segni di progresso nella ricerca di nuovi antibiotici. L’innovazione scientifica e tecnologica, combinata con nuovi modelli di finanziamento e collaborazione, offre speranza per il futuro. Tuttavia, il successo dipenderà da un impegno continuo e concertato da parte di governi, industria, e comunità scientifica. La medicina personalizzata, che adatta il trattamento alle caratteristiche specifiche del paziente e del patogeno, potrebbe diventare una realtà anche nel campo degli antibiotici. Questo approccio potrebbe migliorare l’efficacia dei trattamenti e ridurre la resistenza (Wright, 2016).
Per garantire che i nuovi antibiotici siano utilizzati in modo responsabile, è essenziale però implementare politiche di stewardship a livello globale. Queste politiche dovrebbero includere linee guida per l’uso degli antibiotici, educazione del pubblico e monitoraggio dell’uso e della resistenza (Fleming-Dutra et al., 2016). Sebbene esistano numerose difficoltà economiche, scientifiche e regolatorie, l’innovazione e la collaborazione tra il settore pubblico e privato stanno aprendo nuove strade per la scoperta e lo sviluppo di antibiotici efficaci. È imperativo continuare a investire nella ricerca di nuove classi di antibiotici, sfruttare le tecnologie emergenti e sviluppare strategie di stewardship antibiotica per garantire che i nuovi farmaci rimangano efficaci.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Theuretzbacher U et al. (2020). Nat Rev Microbiol, 18(5), 275.
Outterson K et al. (2016). Nature Rev Drug Discov, 15(9), 589.
Fleming-Dutra KE et al. (2016). JAMA, 315(17), 1864-1873.
Brown ED. (2015). Nature Rev Drug Discov, 14(6), 412-413.
Chan BK et al. (2013). Future Microbiology, 8(6), 769-783.
Laxminarayan R et al. (2013). Lancet Infect Dis, 13(12), 1057.
Lewis K. (2013). Nature Rev Drug Discov, 12(5), 371-387.