Nuovo metodo punta a resistenza antimicrobica con RNA

La resistenza antimicrobica è un gran problema per la salute globale oggi. Significa che alcuni batteri non rispondono più ai medicinali che usiamo per combattere le infezioni. È una questione urgente che ha bisogno di nuovi modi per trattare queste infezioni difficili. Una delle idee promettenti è usare trattamenti a base di RNA che possono mirare a batteri specifici invece di usare antibiotici tradizionali.

#Capire gli Oligonucleotidi antisenso

Al centro di questo nuovo approccio ci sono pezzi speciali di RNA chiamati oligonucleotidi antisenso (ASOs). Questi sono brevi filamenti di RNA sintetico progettati per attaccarsi all'mRNA (RNA messaggero) dei batteri. L'mRNA è la molecola che trasmette informazioni dal DNA alla macchina nelle cellule che produce proteine. Quando gli ASOs si legano all'mRNA di un batterio, bloccano la produzione di certe proteine, uccidendo così il batterio.

Gli ASOs possono anche essere progettati per colpire geni che aiutano i batteri a resistere agli antibiotici. Quando questi geni di resistenza sono bloccati, gli antibiotici possono tornare a funzionare per uccidere i batteri.

#La Sfida della Consegna degli ASOs

Attualmente, la maggior parte degli ASOs è realizzata con schemi chimici specifici che non entrano facilmente nei batteri. Hanno bisogno di aiuto per entrare, ed è qui che entrano in gioco i trasportatori. Un tipo comune di trasportatore è un peptide penetrante cellulare (CPP). Questi sono peptidi che possono entrare nei batteri e portare con sé gli ASOs.

Tuttavia, non è ancora chiaro come funzionino questi trasportatori e come renderli i più efficaci per consegnare gli ASOs.

#Metodi per Testare la Consegna degli ASOs

Per capire quanto bene funzionano questi trasportatori, gli scienziati hanno bisogno di nuovi metodi per testarli. Alcuni metodi attuali misurano quanto CPP o ASO entra nei batteri usando tecniche complicate. Un metodo semplice è di contrassegnare il CPP con un colorante fluorescente. Questo permette ai ricercatori di vedere dove va il CPP nei batteri usando strumenti speciali.

Tuttavia, la differenza di dimensione tra il colorante e gli ASOs può causare imprecisioni nei risultati. Un modo alternativo è usare la spettrometria di massa per rilevare gli ASOs nei batteri. Tuttavia, questo metodo è dispendioso in termini di tempo e non molto efficiente.

Un altro approccio è vedere come crescono i batteri dopo il trattamento con gli ASOs. Se i batteri muoiono, indica che l'ASO ha funzionato, ma i risultati possono essere fuorvianti perché il trasportatore potrebbe essere dannoso di per sé.

#Un Nuovo Test Reporter

Per risolvere questi problemi, i ricercatori hanno creato un nuovo metodo chiamato test reporter "switch-on". Questo metodo si basa su un modo noto in cui piccole molecole di RNA possono attivare geni nei batteri.

I ricercatori hanno progettato uno switch speciale che coinvolge una sequenza di RNA che può nascondere parti importanti necessarie per la creazione di proteine. Quando gli ASOs vengono introdotti, possono interrompere questo stato nascosto e consentire la produzione di proteine, indicata dalla Fluorescenza. Questo significa che lo switch è attivo, mostrando che gli ASOs sono stati consegnati con successo.

#Testare il Reporter Switch

I ricercatori hanno usato questo nuovo switch per valutare quanto bene potrebbero funzionare diversi ASOs e quanto siano efficaci i CPP per la consegna. Hanno testato varie concentrazioni e tipi di ASOs su diversi ceppi di batteri, cercando di vedere quanto cambiava la fluorescenza. Hanno anche testato dieci diversi CPP per vedere quale aiutasse di più a consegnare gli ASOs.

Durante questi esperimenti, hanno trovato che certe mutazioni nello switch RNA potevano migliorare quanto bene funziona quando gli ASOs vengono introdotti. Hanno anche notato che il tipo di medio di crescita usato nei test influenzava quanto efficacemente gli ASOs potevano attivare lo switch.

#Capire le Condizioni di Crescita

Diversi tipi di medio possono influenzare come i batteri interagiscono con i CPP. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che usare un brodo ricco di nutrienti portava a una minore attivazione del segnale fluorescente rispetto a un mezzo di crescita minimale. Questo indica che l'ambiente gioca un ruolo in quanto efficacemente funziona il trattamento con ASO.

I ricercatori hanno anche esaminato come diverse proteine fluorescenti impattassero i risultati del test. Hanno scoperto che una proteina fluorescente, nota come sfGFP, forniva i migliori risultati perché mostrava rapidamente l'attivazione dopo la consegna degli ASOs.

#Ruolo delle Proteine di Trasporto

Per capire meglio come gli ASOs entrano nei batteri, i ricercatori hanno testato un ceppo di batteri che mancava di una specifica proteina trasportatrice. Questa proteina è nota per aiutare a portare i CPP nelle cellule batteriche. I risultati hanno mostrato che in questo ceppo mutante, l'attivazione del segnale fluorescente era molto più bassa, confermando che il meccanismo di trasporto è effettivamente importante per la consegna degli ASOs.

#Screening ad Alto Rendimiento dei CPP

I ricercatori hanno usato il loro test reporter per selezionare nuovi candidati CPP. Hanno testato una piccola libreria di dieci diversi CPP per la loro capacità di portare gli ASOs nei batteri. Hanno scoperto che alcuni CPP funzionavano molto meglio di altri.

In modo interessante, hanno anche notato che l'efficacia dei CPP variava tra diversi ceppi di batteri. I CPP più efficaci producevano un forte segnale fluorescente, mentre altri non attivavano affatto il reporter.

#Differenze Tra Ceppi Batterici

Lo studio ha messo in evidenza che la capacità dei CPP di consegnare gli ASOs non è la stessa in tutte le specie batteriche. Ad esempio, hanno notato che il Salmonella mostrava risultati migliori rispetto a diversi ceppi di E. coli. Questo suggerisce che ci sono fattori specifici in gioco che influenzano la consegna degli ASOs.

#Dinamiche Temporali della Consegna

Oltre a testare diversi CPP, i ricercatori hanno esaminato come l'attivazione del reporter cambiasse nel tempo dopo il trattamento con ASO. Hanno scoperto che certi CPP causavano un rapido aumento della fluorescenza, mentre altri mostrano una risposta più lenta. Tali differenze potrebbero aiutare i ricercatori a capire meglio quanto efficacemente funziona ogni CPP nel tempo.

#Conclusione

La ricerca dimostra che il nuovo test reporter "switch-on" è uno strumento utile per valutare la consegna degli ASOs nei batteri. Permette di selezionare vari CPP e fornisce spunti su quanto bene potrebbero funzionare questi trattamenti potenziali contro le infezioni resistenti agli antibiotici.

Ottimizzando questo test, i ricercatori sperano di scoprire migliori trasportatori per gli ASOs, il che potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti più efficaci contro le infezioni batteriche resistenti.

#Direzioni Future

Andando avanti, i ricercatori sperano di perfezionare ulteriormente il test reporter "switch-on". Possono testare diversi costrutti RNA o progettare nuovi trasportatori per migliorare la consegna degli ASO. Questo lavoro potrebbe aprire vie per creare nuovi trattamenti efficaci contro infezioni batteriche difficili, potenzialmente trasformando il nostro approccio alla resistenza antimicrobica nella sanità.