Infezioni

Kedarcidina, sintetizzata in laboratorio la molecola che in futuro potrebbe combattere tumori e infezioni da germi multi-resistenti

La proteina fu isolata la prima volta nel 1991

Infezioni · 29 maggio, 2019
Maddalena Grazzini

Recentemente i ricercatori Martin Lear dell’Università di Lincoln (Inghilterra) e Masahiro Hirama dell’Università di Tohokue (Giappone) hanno annunciato di aver decifrato il codice chimico di una molecola con particolari proprietà sia antibiotiche che antitumorali: la kedarcidina.1

Si tratta di una proteina che oltre ad avere capacità battericide nei confronti di molti tipi di microrganismi, è anche in grado di distruggere cellule tumorali: esperimenti in vitro hanno evidenziato che la kedarcidina è in grado di legarsi con notevole selettività di sequenza al DNA a doppia elica e di rompere il filamento di nucleotidi, inoltre, studi in vivo su modelli murini, hanno dimostrato un’attività antitumorale nei confronti sia di neoplasie ematologiche che di tumori solidi come il melanoma.2


Dal punto di vista molecolare la kedarcidina si presenta come una cromoproteina prodotta in natura da batteri Gram-positivi del genere Streptoalloteichus, appartenenti al raggruppamento degli Attinomiceti, che fu isolata per la prima volta nel 1991 a partire da un campione di suolo raccolto nello stato di Maharastra in India.3,4


Gran parte degli antibiotici attualmente in uso derivano da microrganismi presenti nel suolo, ma affinché possano essere impiegati come trattamenti farmacologici devono essere prodotti mediante sintesi chimica. A causa della complessità strutturale e dell’elevata instabilità della kedarcidina sono stati necessari circa 20 anni di ricerca scientifica per riuscire a sintetizzarla.


Il dott. Martin Lear della School of Chemistry dell’Università di Lincoln ha dichiarato: «Dopo la sua scoperta nel suolo ci sono voluti 10 anni per determinare la struttura molecolare della kedarcidina; con un nucleo reattivo protetto da un mantello proteico, ricorda qualcosa come uno Scotch egg  (uovo alla scozzese, ossia uova sode avvolte in carne di maiale poi impanate e fritte) … Nel 1997, ho iniziato il lungo viaggio di creazione del nucleo reattivo della kedarcidina con il Professor Hirama, che è stato recentemente insignito del più alto riconoscimento per uno scienziato in Giappone. Fondamentalmente avevamo bisogno di mettere insieme un puzzle molecolare di notevole difficoltà…Questo straordinario viaggio ha rivelato nuove intuizioni molecolari e meccanismi promettenti per combattere il cancro e combattere i batteri resistenti agli antibiotici e ha sfidato le frontiere della chimica e della biologi;, ora le nuove conoscenze biologiche e le capacità chimiche che abbiamo possono essere utilizzate per sviluppare le prossime generazioni di antibiotici e agenti antitumorali».

In uno scenario epidemiologico come quello attuale in cui si prevede che entro il 2050 le infezioni da microrganismi multi-resistenti rappresentino la prima causa di morte5, la sintesi dalla kedarcidina costituisce un passo importante verso la progettazione e produzione di nuovi antibiotici ed un promettente orizzonte per la futura ricerca scientifica.

 

Bibliografia

  1. Lear MJ, Hirai K, Ogawa K, et al. A convergent total synthesis of the kedarcidin chromophore: 20-years in the making. J Antibiot (Tokyo). 2019 Jun;72(6):350-363. doi: 10.1038/s41429-019-0175-y.
  2. Zein N, Colson KL, Leet JE et al. Kedarcidin chromophore: an enediyne that cleaves DNA in a sequence-specific manner. Proc Natl Acad Sci USA. 1993 Apr 1;90(7):2822-6.
  3. Lam KS, Hesler GA, Gustavson DR et al. Kedarcidin, a new chromoprotein antitumor antibiotic. I. Taxonomy of producing organism, fermentation and biological activity. J Antibiot (Tokyo). 1991 May;44(5):472-8.
  4. Hofstead SJ, Matson JA, Malacko AR et al. Kedarcidin, a new chromoprotein antitumor antibiotic. II. Isolation, purification and physico-chemical properties. J Antibiot (Tokyo). 1992 Aug;45(8):1250-4.
  5. O'Neill J. Review on Antimicrobial Resistance. Antimicrobial Resistance: Tackling a crisis for the health and wealth of nations. London: Review on Antimicrobial Resistance. 2014. 
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