Nuovi virus creati in laboratorio, una minaccia globale per combattere i superbatteri
Un team di ricercatori ha sviluppato un sistema per armare dei virus, modificandoli all'occorrenza, per distruggere dei batteri resistenti agli antibiotici
Dopo il Covid, sentir parlare di virus progettati in laboratorio è allarmante a dir poco. È però quello che sta accadendo e lo scopo è ben preciso: si parte da semplici sequenze digitali di DNA e si trasformano i virus in armi di precisione contro i batteri più pericolosi al mondo.
Per quanto sembri l’intro di un romanzo di fantascienza, è tutto vero. È il risultato di una nuova ricerca pubblicata su PNAS da un team di scienziati del New England Biolabs e della Yale University. Hanno messo a punto il primo sistema del tutto sintetico per ingegnerizzare batteriofagi, ovvero i virus che infettano e uccidono i batteri.
Il bersaglio principale, nello specifico, è lo Pseudomonas aeruginosa. Si tratta di uno dei patogeni più temuti in ambito ospedaliero. È infatti ben noto per la sua elevata resistenza agli antibiotici e per il ruolo nelle infezioni polmonari, nelle sepsi e nelle complicanze post operatorie. Di fatto è una delle principali minacce sanitarie su scala globale, come segnalato dall’OMS. Ciò rende cruciale lo sviluppo di terapie alternative.
Virus anti batteri
Se per un cittadino qualunque, del tutto estraneo al mondo scientifico o sanitario, i batteriofagi potrebbero essere una novità assoluta, per il campo della ricerca non lo sono affatto. È da più di un secolo che vengono studiati e in alcuni Paesi dell’Europa dell’est sono già sfruttati in terapie sperimentali.
C’è però un problema alla base di tutto ciò: il processo di modifica genetica di questi virus è lento e complesso. Fino a questo punto, infatti, i ricercatori hanno lavorato quasi esclusivamente su fagi naturali, adattandoli con lunghi processi in laboratorio.
Questa nuova ricerca, però, cambia radicalmente l’approccio. Sfruttando la piattaforma High-Complexity Golden Gate Assembly (HC-GGA) sviluppata da NEB, gli scienziati possono costruire l’intero genoma di un fago, assemblando frammenti di DNA sintetico. Basti immaginare una sorta di bizzarro puzzle molecolare.
Nel caso specifico dello studio, attenzione rivolta al genoma di un fago contro P. aeruginosa. Il tutto è stato ricostruito a partire da 28 frammenti, partendo unicamente da dati di sequenza. Dopo l’assemblaggio, il DNA viene inserito in un ceppo batterico sicuro. È proprio qui che “prende vita” e genera un virus funzionante. Raggiunta questa fase, è possibile introdurre delle mutazioni puntuali, aggiunte o delezioni di geni. Non è da escludere inoltre la sostituzione di fibre della coda (porzione del virus che riconosce il batterio bersaglio). Di fatto si può decidere a tavolino quale batterio colpire.
Fagi programmabili e tecnica Golden Gate
Il team è riuscito a dimostrare di poter riprogrammare questi virus, includendo marcatori fluorescenti capaci di rendere visibile in tempo reale l’infezione delle cellule batteriche. Questo risultato apre scenari interessanti non soltanto per la terapia, ma anche per la diagnostica e lo studio dei meccanismi di resistenza.
Di fatto, fino a oggi, l’ingegneria dei fagi richiedeva intere carriere di lavoro su singoli modelli virali, come ha ricordato il co-autore dello studio Andy Sikkema. Il metodo sintetico promette assoluta semplicità, sicurezza e velocità. Elimina inoltre la necessità di maneggiare ceppi patogeni e di effettuare lunghe selezioni in vivo.
Centrale è la tecnica Golden Gate, che sfrutta frammenti di DNA più corti rispetto ad altri metodi di assemblaggio. Ciò li rende più facili da produrre, meno soggetti a errori e adatti anche a genomi complessi.
Non a caso, la stessa piattaforma è già stata usata per costruire fagi contro Mycobacterium e persino per creare virus-sensori in grado di individuare E. coli nell’acqua potabile. Segnali concreti di una tecnologia matura, pronta a uscire dai laboratori di ricerca di base.
Se questa strada verrà confermata anche in ambito clinico, si aprirà le porte a delle terapie su misura. La lotta ai superbatteri potrebbe entrare in una nuova era, in cui i virus diventeranno alleati programmabili contro una delle emergenze sanitarie di questo secolo.
