Fabiana ramulosa: una pianta cilena contro l’antibiotico-resistenza

Un team multidisciplinare della Sapienza ha individuato in una molecola dell’arbusto originario delle pendici montuose del Cile e dell'Argentina un alleato naturale contro la resistenza agli antibiotici. L’azione antimicrobica della pianta è stata scoperta utilizzando approcci bioinformatici e screening biologici. I risultati del lavoro sono pubblicati sulla rivista Journal of Antimicrobial Chemotherapy (1).

Un arbusto originario delle pendici montuose del Cile e dell'Argentina potrebbe contribuire a scongiurare la tanto temuta Apocalisse degli antibiotici, il giorno in cui nessun antibiotico potrà sconfiggere i batteri. La Fabiana ramulosa, infatti, contiene una molecola che sembra in grado di "disarmare" i batteri dinanzi al farmaco contro cui hanno sviluppato la resistenza.

A scoprirlo è stato uno studio condotto da un team di chimici, bioinformatici, microbiologi e biochimici di varie università e centri di ricerca, coordinati dall'Università Sapienza di Roma. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Journal of Antimicrobial Chemotherapy, ha visto il supporto del MIUR, della Fondazione Fibrosi Cistica e dell’Istituto Pasteur Fondazione Cenci Bolognetti.

Fabiana Ramulosa è un arbusto della famiglia delle solanacee, originaria del Cile ma diffusa nel Sudamerica e coltivata in California. Conosciuta come Pichi Pichi tra la popolazione, veniva bruciata durante i riti sacri per l’odore forte d’incenso e l’effetto inebriante. Il suo nome deriva da quello dell’arcivescovo Francisco Fabiano y Fuero, esperto di botanica, e dalla disposizione delle sue foglie.

Nella farmacopea tedesca la TM di partenza è preparata con la punta essiccata dei rami e qualche fiore. Contiene scopoletina (ad azione antinfiammatoria e antimicrobica) oltre che borneolo (antinfiammatorio e antinocicettivo), rutina (antinfiammatorio, antimicrobico, epatoprotettore), ac. Oleanico (antigastritico e diuretico) e un sesquiterpene (antigastritico).

La resistenza agli antibiotici è un grave problema di sanità pubblica, che assume una particolare rilevanza nel trattamento dell'infezione polmonare in fibrosi cistica (FC). Proprio a causa della resistenza alla maggior parte degli antibiotici disponibili, alcuni batteri comuni in fibrosi cistica sono particolarmente difficili da combattere: tra questi c'è Pseudomonas aeruginosa. La ricerca scientifica è molto attiva nell'individuare nuove molecole, efficaci su batteri multiresistenti o capaci di inibire il meccanismo di resistenza

Un antibiotico largamente usato in fibrosi cistica per il trattamento dell'infezione polmonare da Pseudomonas aeruginosa (Pa) è la COLISTINA. Pseudomonas aeruginosa può sviluppare resistenza alla colistina modificando la struttura chimica della sua membrana esterna, rendendola così inattaccabile dall'antibiotico. Bloccando questo meccanismo di resistenza si potrebbe ripristinare l'attività della colistina.

Da studi fatti in precedenza, i ricercatori hanno individuato dei composti naturali estratti dalla pianta cilena Fabiana densa variante ramulosa in grado di impedire ai batteri di modificare la propria membrana cellulare. Si è visto che cellule di Pseudomonas aeruginosa, a contatto con questi composti, perdono effettivamente la resistenza alla colistina e l'attività dell'antibiotico viene potenziata. In particolare, i ricercatori hanno osservato che la colistina si lega alla parete del batterio alla sua componente lipidica A del lipopolisaccaride, e ne distrugge l'integrità provocandone la morte. Nei batteri che sviluppano resistenza alla colistina si attiva l'enzima ArnT che modifica il lipide A rendendolo inattaccabile. La conoscenza dei meccanismi molecolari alla base della resistenza alla colistina ha permesso quindi di identificare BBN149, un composto di origine naturale estratto dalla pianta Fabiana dense var. ramulosa, genere di piante originarie dei pendii montuosi del Cile e dell'Argentina.

“Poiché in alcuni casi la colistina rappresenta l'ultima opportunità terapeutica disponibile, è molto importante preservarne l'attività il più a lungo possibile – ha spiegato la dottoressa Fiorentina Ascenzioni, del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie dell'Università di Roma - Il nostro obiettivo era trovare un composto in grado di inattivare ArnT e lo abbiamo fatto vagliando una vasta libreria di composti naturali appartenenti al gruppo del dottor Bruno Botta , del Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco della nostra Università” ha evidenziato la Dott.sa Fiorentina. Successivamente, i ricercatori hanno confermato la funzione di BBN149 con dati microbiologici e biochimici e, successivamente, attraverso l'utilizzo di tecniche di modellizzazione molecolare, utili per simulare il comportamento della molecola.

I dati sperimentali presentati nel lavoro, da un lato, confermano l’ArnT come bersaglio della resistenza all’anticolistina e, dall’altro, aprono la strada allo sviluppo di adiuvanti della colistina nel trattamento delle infezioni batteriche Gram-negative colistina-resistenti, che sono aumentati rapidamente da quando è stato ripristinato l'uso della molecola negli antibiotici.

LE PIANTE CI SALVERANNO DALL’ANTIBIOTICO-RESISTENZA

Diversi studi hanno evidenziato la capacità di alcuni oli essenziali di coadiuvare l’attività degli antibiotici, potenziandone gli effetti. Si è riscontrato, che alcuni oli essenziali inducono un minimo meccanismo di antibiotico-resistenza; un classico esempio è dato dall’Helichrysum italicum che, dagli studi condotti dall’Université de la Méditerranée nel 2009, si è visto avere la capacità di ridurre la resistenza al cloramfenicolo del ceppo multiresistente E. aerogenes. In virtù di questa attività antimicrobica di alcuni oli essenziali, nel 2018 è terminata la sperimentazione clinica del primo farmaco che unisce le proprietà medicamentose naturali delle piante con gli antibiotici. In termini generici il farmaco potrebbe essere ritenuto un antibiotico rinforzato e colui che lo ha sviluppato Adnane Remmal, è stato inserito fra i finalisti dello European Inventor Award 2017.

Per capire bene il funzionamento di questo nuovo farmaco bisogna sapere che, gli antibiotici in generale sfruttano i punti deboli dei batteri distruggendo le pareti delle loro cellule, impedendo loro di riparare il Dna danneggiato o di riprodursi. Per fare un esempio, i batteri possono essere paragonati a una porta chiusa a chiave, quando la chiave apre la porta il batterio muore; ma se una mutazione cambia anche leggermente la forma della serratura, la chiave non riesce più ad aprire la porta. Ecco che il batterio diviene resistente all’antibiotico. Rafforzando l’antibiotico con gli oli essenziali, non solo si apre la serratura ma si distrugge completamente la porta. L’innovazione di Remmal si basa su un dato di fatto molto semplice, le piante usano gli oli essenziali per combattere i batteri, però trattare le infezioni umane esclusivamente con gli oli essenziali espone l’uomo a dosaggi eccessivamente alti, tali da avere forti effetti collaterali, da qui, nasce l’idea di studiare un farmaco che possa sfruttare gli effetti degli oli essenziali sui batteri con farmaci antibiotici.

Fonti:
• Articolo scientifico completo (https://academic.oup.com/jac/article/75/9/2564/5854853?login=false).
• Notizia completa sulla pagina “Sapienza” dell'Università di Roma (https://www.uniroma1.it/it/notizia/fabiana-ramulosa-una-pianta-contro-lantibiotico-resistenza)
• https://www.greenplanner.it/2020/10/02/antibiotico-resistenza-piante/

RIFERIMENTI:
1. https://academic.oup.com/jac?login=false
2. Diterpenoidi antibatterici da Fabiana densa var. ramulosa (https://tarapaca.elsevierpure.com/en/publications/antibacterial-diterpenoids-from-fabiana-densa-var-ramulosa) – (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11988864/)
3. Elucidazione strutturale e caratterizzazione antimicrobica di nuovi diterpenoidi da Fabiana densa var. ramulosa (https://usiena-air.unisi.it/handle/11365/1120381)

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