Il batterio Clostridium difficile vive naturalmente nelle nostre viscere, ma un uso estensivo di antibiotici, in particolare tra i pazienti ricoverati, può consentirgli di instaurare pericolose infezioni.

 

I ricercatori dell’Università della Virginia (UVA) hanno utilizzato modelli informatici avanzati per comprendere meglio le infezioni potenzialmente mortali da C. difficile (Clostridioides difficile, o Clostridium difficile) che spesso affliggono i pazienti ricoverati in ospedale.

Hanno usato un modello predittivo al computer chiamato GENRE, messo a punto per combattere le malattie infettive. I risultati potrebbero accelerare lo sviluppo di nuovi trattamenti per le infezioni da C. difficile che colpiscono mezzo milione di americani ogni anno.

“Questo modello al computer ha il potenziale per far avanzare significativamente la nostra comprensione di questo importante patogeno umano – ha affermato il ricercatore Jason Papin, del Dipartimento di ingegneria biomedica della School of Medicine dell’UVA -. La capacità di prevedere effettivamente se un microbo può sopravvivere in un ambiente specifico o senza un gene particolare ha profonde implicazioni nella scoperta di farmaci e nello sviluppo di approcci terapeutici”.

Con la crescente preoccupazione della resistenza agli antibiotici, gli scienziati sono impegnati nel trovare nuovi modi per trattare il C. difficile, un’infezione difficile da gestire. L’uso di antibiotici a lungo termine in realtà alimenta il problema: il C. difficile è un batterio che vive naturalmente nelle nostre viscere, ma un uso estensivo di antibiotici, in particolare tra i pazienti ricoverati in ospedale o in case di cura, può consentirgli di instaurare pericolose infezioni caratterizzate da diarrea, nausea e febbre.

Molti pazienti soffrono ripetutamente: tra coloro che sopravvivono, uno su sei svilupperà un’altra infezione da C. difficile entro otto settimane, secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Papin e il suo gruppo volevano vedere se potevano identificare potenziali punti deboli in C. difficile, comprendendo meglio il suo metabolismo cellulare, i processi chimici che gli consentono di crescere e riprodursi. Per fare ciò, il ricercatore Matthew Jenior ha sviluppato modelli computerizzati avanzati, chiamati “ricostruzioni della rete metabolica su scala genomica” o GENRE, sia di una nuova forma “ipervirulenta” di C. difficile sia di una forma meno pericolosa e meglio compresa.

Utilizzando i modelli, è stato possibile identificare le principali vulnerabilità nel C. difficile che i ricercatori potrebbero essere in grado di sfruttare per sviluppare nuovi trattamenti. Per esempio, i modelli sono stati in grado di prevedere che il C. difficile dipende fortemente da un particolare processo cellulare per l’utilizzo del carbonio come fonte di cibo.

Bloccare quel processo, per esempio, potrebbe consentire ai medici di far “morire di fame” i batteri. Una volta che i ricercatori hanno ottenuto i risultati dalla modellazione computerizzata, hanno collaborato con colleghi tra cui Rita Tamayo dell’Università della Carolina del Nord, Chapel Hill e Bill Petri Jr. della Divisione delle malattie infettive e della salute internazionale dell’UVA per verificare se i risultati funzionano anche nella vita reale.

I modelli si sono, comunque, rivelati utili nel comprendere meglio i complessi processi metabolici durante le infezioni. Ciò potrebbe renderli uno strumento importante nella battaglia contro le malattie contagiose, aiutando gli scienziati a identificare nuovi farmaci e strategie terapeutiche.

 

 

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