Laboratorio di Microbiologia Molecolare

Microbiologia Molecolare

Responsabile: Prof. Silvia Buroni

Collaboratori: Giulia Barbieri, Andrea Bonacorsi, Samuele Irudal, Viola Camilla Scoffone, Gabriele Trespidi

 

1. Nuove strategie per combattere i patogeni della fibrosi cistica. Le vie aeree dei pazienti con fibrosi cistica (FC) sono colonizzate da diversi agenti patogeni (tra cui Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Burkholderia cenocepacia). L'eradicazione di queste infezioni è complicata dalla resistenza intrinseca di questi microrganismi a diversi antibiotici. Di conseguenza, lo sviluppo di nuovi farmaci, ma anche di diverse strategie per contrastare la farmaco-resistenza, rimane una questione importante per il trattamento delle malattie polmonari infettive, come quelle FC. Attualmente attuando tre diverse strategie:

  • a. Nuove molecole antibatteriche. Abbiamo scoperto che un composto benzotiadiazolico (10126109) è molto attivo contro i batteri Gram-negativi e -positivi e abbiamo identificato un meccanismo di resistenza, che si basa sull'estrusione del nuovo farmaco attraverso un trasportatore RND. Abbiamo anche identificato il meccanismo d'azione e valutato la tossicità sulle cellule bronchiali epiteliali FC. Verranno sintetizzate nuove molecole con l'obiettivo di trovare composti più attivi da valutare in vivo.
  • b. La “reverse vaccinology” come strumento per combattere Burkholderia cenocepacia. Una strategia ben collaudata per contrastare sia le infezioni che la diffusione della MDR è la vaccinazione. In particolare, l'approccio della “reverse vaccinology”, partendo dal genoma batterico, si concentra direttamente sui geni coinvolti nella virulenza e nella patogenesi. Ci stiamo concentrando sulle proteine extracellulari e di membrana, che si prevede inducano una risposta immunitaria, per identificare candidati antigeni promettenti per lo sviluppo di un vaccino per prevenire e curare le infezioni da B. cenocepacia.
  • c. Inibizione dell'adesione batterica. Il composto PDSTP è una molecola dispirotripiperazinica non tossica in grado di alterare l'adsorbimento virale tramite gli eparan-solfato proteoglicani carichi negativamente ed espressi sulla superficie delle cellule umane. Poiché i patogeni della FC sfruttano questi recettori della cellula eucariotica per interagire con l'ospite, il PDSTP può essere attivo anche su di essi. In questo contesto, l'inibizione dell'adesione batterica alle cellule umane sembra un'alternativa interessante per combattere le infezioni da MDR.

 

2. Nuovi farmaci antibatterici contro i patogeni ESKAPE. I batteri appartenenti al gruppo ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp.) rappresentano una delle principali minacce per la salute pubblica a causa dei loro elevati livelli di resistenza agli antibiotici. In questo contesto, la nostra ricerca è rivolta all'identificazione, caratterizzazione e valutazione preclinica di nuovi farmaci antibatterici attivi contro questi agenti patogeni, concentrandosi in particolare sulla divisione cellulare come nuovo bersaglio farmacologico.

Principali collaborazioni:

  • Vadim Makarov (Bakh Institute of Biochemistry, Russian Academy of Science, Moscow, Russia),
  • Tom Coenye (University of Gent, Belgium), Alessandra Bragonzi (Ospedale San Raffaele, Milano),
  • Francesco Imperi (Università di Roma Tre),
  • Antonio Coluccia (Università La Sapienza, Roma),
  • Marco Fondi (Università di Firenze),
  • Paola Sperandeo (Università degli Studi di Milano Statale).