Un nuovo studio rileva che un composto naturale presente in molte piante inibisce la crescita di piante resistenti ai farmaci Candida funghi – comprese le specie più virulente, Candida auris, una minaccia emergente per la salute globale. Il giornale Malattie infettive ACS ha pubblicato la scoperta condotta dagli scienziati della Emory University.
Esperimenti in laboratorio hanno dimostrato che il composto naturale, un tannino solubile in acqua noto come PGG, blocca il 90% della crescita in quattro diverse specie di Candida fungo. I ricercatori hanno anche scoperto come il PGG inibisce la crescita: cattura le molecole di ferro, privando sostanzialmente i funghi di un nutriente essenziale.
Affamando i funghi invece di attaccarli, il meccanismo PGG non promuove lo sviluppo di ulteriore resistenza ai farmaci, a differenza dei farmaci antifungini esistenti. Esperimenti su piastre di laboratorio hanno anche mostrato una tossicità minima del PGG sulle cellule umane.
“Le infezioni fungine resistenti ai farmaci sono un problema sanitario crescente, ma ci sono pochi nuovi antifungini nella pipeline di sviluppo dei farmaci”, afferma Cassandra Quave, autrice senior dello studio e assistente professore presso il Dipartimento di Dermatologia della Emory School of Medicine e il Center for the Studio della salute umana. “I nostri risultati aprono un nuovo potenziale approccio per affrontare queste infezioni, comprese quelle causate da virus mortali Candida auris.”
C.auris è spesso multiresistente ai farmaci e ha un alto tasso di mortalità, portando i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) a etichettarlo come una seria minaccia per la salute globale.
“È un bug davvero brutto”, afferma Lewis Marquez, primo autore dello studio e studente laureato nel programma di sistemi molecolari e farmacologia dell’Emory. “Tra il 30 e il 60% delle persone che vengono infettate C.auris finire per morire.”
Una minaccia emergente
Candida è un lievito spesso presente sulla pelle e nel tratto digestivo delle persone sane. Alcune specie, come candida albicansoccasionalmente crescono senza controllo e causano lievi infezioni nelle persone.
Nei casi più gravi, Candida possono penetrare in profondità nel corpo e causare infezioni nel flusso sanguigno o in organi come i reni, il cuore o il cervello. Le persone immunocompromesse, compresi molti pazienti ospedalieri, sono maggiormente a rischio di infezione invasiva Candida infezioni, che stanno rapidamente evolvendo in resistenza ai farmaci.
Nel 2007, il nuovo Candida specie, C.auris, è emerso in un paziente ospedaliero in Giappone. Da allora, C.auris ha causato epidemie correlate all’assistenza sanitaria in più di una dozzina di paesi in tutto il mondo con oltre 3.000 casi clinici segnalati solo negli Stati Uniti.
Un approccio “naturale” alla scoperta dei farmaci
Quave è un etnobotanico e studia come le popolazioni tradizionali abbiano utilizzato le piante in medicina per cercare nuovi promettenti candidati per i farmaci moderni. Il suo laboratorio cura la Quave Natural Product Library, che contiene 2.500 prodotti naturali botanici e fungini estratti da 750 specie raccolte in siti di tutto il mondo.
“Non stiamo adottando un approccio casuale per identificare potenziali nuovi antimicrobici”, afferma Quave. “Concentrarsi sulle piante utilizzate nelle medicine tradizionali ci consente di focalizzarci rapidamente sulle molecole bioattive.”
In precedenza, il laboratorio Quave aveva scoperto che le bacche dell’albero del pepe brasiliano, una pianta utilizzata per secoli dai guaritori tradizionali in Amazzonia per curare infezioni della pelle e alcuni altri disturbi, contengono un composto ricco di flavoni che disarma i batteri stafilococco resistenti ai farmaci.
Gli screening del laboratorio Quave avevano anche scoperto che le foglie dell’albero del pepe brasiliano contengono PGG, un composto che ha mostrato attività antibatteriche, antitumorali e antivirali in ricerche precedenti.
Uno studio del 2020 del laboratorio Quave, ad esempio, ha scoperto che il PGG ha inibito la crescita di ceppi resistenti ai carbapenemi Acinetobacter baumanniiun batterio che infetta gli esseri umani ed è classificato come una delle cinque minacce urgenti dal CDC.
L’albero del pepe brasiliano, un’erbaccia invasiva della Florida, è un membro della famiglia dell’edera velenosa. “Il PGG è apparso ripetutamente nei nostri screening di laboratorio di composti vegetali provenienti da membri di questa famiglia di piante”, afferma Quave. “È logico che queste piante, che prosperano in ambienti molto umidi, contengano molecole per combattere una serie di agenti patogeni.”
Risultati sperimentali
Il laboratorio Quave ha deciso di verificare se il PGG avrebbe mostrato attività antifungina contro Candida.
Esperimenti in laboratorio hanno dimostrato che il PGG ha bloccato circa il 90% della crescita in 12 ceppi di quattro specie di Candida: C. albicansmultiresistente ai farmaci C.auris e altri due non albicani multiresistenti Candida specie.
PGG è una grande molecola nota per le sue proprietà di legare il ferro. I ricercatori hanno testato il ruolo di questa caratteristica nell’attività antifungina.
“Ogni molecola PGG può legare fino a cinque molecole di ferro”, spiega Marquez. “Quando abbiamo aggiunto più ferro a un piatto, oltre la capacità sequestrante delle molecole PGG, i funghi ancora una volta sono cresciuti normalmente.”
Gli esperimenti sulle piastre hanno anche dimostrato che il PGG era ben tollerato dai reni, dal fegato e dalle cellule epiteliali umane.
“Il ferro nelle cellule umane generalmente non è ferro libero”, afferma Marquez. “Di solito è legato a una proteina o è sequestrato all’interno degli enzimi.”
Un potenziale trattamento topico
Precedenti studi sugli animali sul PGG hanno scoperto che la molecola viene metabolizzata rapidamente e rimossa dal corpo. Invece di una terapia interna, i ricercatori stanno studiando la sua potenziale efficacia come antifungino topico.
“Se un Candida Se l’infezione si sviluppa sulla pelle di un paziente in cui è stato impiantato un catetere o un altro strumento medico, un antifungino topico potrebbe impedire all’infezione di diffondersi e di entrare nel corpo”, afferma Marquez.
Come passo successivo, i ricercatori testeranno il PGG come trattamento topico per le infezioni fungine della pelle nei topi.
Nel frattempo, Quave e Marquez hanno richiesto un brevetto provvisorio per l’uso del PGG per la mitigazione delle infezioni fungine.
“Siamo ancora agli inizi della ricerca, ma un’altra idea che siamo interessati a perseguire è il potenziale utilizzo del PGG come microbico ad ampio spettro”, afferma Quave. “Molte infezioni derivanti da lesioni acute, come le ferite sul campo di battaglia, tendono ad essere polimicrobiche, quindi il PGG potrebbe forse rappresentare un utile trattamento topico in questi casi.”
Scienziati dell’Università di Toronto sono coautori dell’articolo, tra cui Yunjin Lee, Dustin Duncan, Luke Whitesell e Leah Cowen. Whitesell e Cowen sono cofondatori e azionisti di Bright Angel Therapeutics, una società piattaforma per lo sviluppo di terapie antifungine, e Cowen è consulente scientifico per Kapoose Creek, una società che sfrutta il potenziale terapeutico dei funghi.
Il lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del National Institutes of Health, del Centro nazionale per la salute complementare e integrativa; il Jones Center di Ichauway, la borsa di studio CIHR Frederick Banting e Charles Best Canada Graduate e la Canadian Institutes of Health Research Foundation.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
