Creati batteriofagi sintetici che attaccano i batteri Pseudomonas aeruginosa
Per la prima volta, degli scienziati hanno sintetizzato “manualmente” dei batteriofagi con un genoma ridotto, in grado di lisare diversi ceppi di Pseudomonas aeruginosa. Questo esperimento potrebbe rappresentare il primo passo verso la creazione di nuovi agenti antibatterici.
I batteriofagi sono oggi considerati agenti antimicrobici molto promettenti, particolarmente rilevanti nel contesto della diffusione di ceppi di batteri patogeni resistenti agli antibiotici. Per il trattamento di infezioni resistenti agli antibiotici vengono utilizzati sia batteriofagi naturali che geneticamente modificati. E recentemente, i ricercatori sono riusciti a sintetizzare un batteriofago partendo da zero.
I genomi dei batteriofagi sono piccoli, ma ad oggi le funzioni di molti geni fagici sono tutt’altro che note. È possibile che sequenze con funzioni sconosciute (che rappresentano fino all’80% del genoma!) possano causare problemi nell’uso dei fagi sull’uomo. Inoltre, esse complicano il processo di modifica genetica dei fagi. Alcuni scienziati portoghesi hanno deciso di creare un batteriofago litico con un genoma minimo, contenente solo i geni necessari per infettare un determinato batterio bersaglio e completare il ciclo di replicazione. In precedenza, un esperimento simile era stato condotto sui procarioti: i ricercatori avevano creato un batterio Mycoplasma mycoides con un genoma minimo.
Il nuovo batteriofago sintetico prende di mira lo Pseudomonas aeruginosa, un batterio noto per i suoi diffusi ceppi resistenti agli antibiotici. Il trattamento delle infezioni da Pseudomonas aeruginosa è una priorità per l’OMS. Gli scienziati hanno preso come base un batteriofago specifico per P. aeruginosa isolato dalle acque reflue (chiamato PE3). Su 28 campioni di P. aeruginosa prelevati da pazienti, 7 sono stati colpiti dal batteriofago. Il genoma del fago PE3 è stato sequenziato: conteneva presumibilmente 55 sequenze codificanti proteine.
Gli scienziati hanno rimosso diversi blocchi genici dal genoma del batteriofago PE3; i costrutti risultanti sono stati moltiplicati in cellule di lievito e poi trasferiti nel batterio ospite P. aeruginosa per testare se l’informazione genetica del fago potesse avviare il programma di assemblaggio delle particelle virali. L’esperimento è stato un successo: nelle colture batteriche si sono formate placche fagiche visibili, ovvero i punti in cui il virus ha distrutto i batteri.
Ulteriori esperimenti hanno rivelato alcune caratteristiche dei fagi sintetici: non tutti i batteriofagi sintetici erano in grado di infettare gli stessi ceppi di Pseudomonas aeruginosa del loro predecessore naturale; l’efficacia antibatterica dei batteriofagi in vitro è rimasta a un livello elevato. In vivo, in esperimenti condotti su insetti (la grande tarma della cera G. mellonella), i batteriofagi sintetici hanno aumentato il tasso di sopravvivenza degli animali infettati da P. aeruginosa, proprio come il loro precursore naturale.
Gli autori del lavoro ritengono che il loro approccio alla generazione di fagi sintetici permetterà in futuro di creare rapidamente batteriofagi litici contro specifici batteri patogeni.
Traduzione della fonte:
* Pires DP, Monteiro R., Mil-Homens D. et al. Design di fagi sintetici di P. aeruginosa con genomi ridotti. Sci Rep; 2021, 11: 2164.
https://doi.org/10.1038/s41598-021-81580-2
