Le anisaxine, peptidi antimicrobibici ad alfa elica derivanti da parassiti marini, in grado di uccidere batteri resistenti attraverso un nuovo meccanismo di azione

Abstract

Un parassita in grado di diffondersi e propagarsi utilizza il proprio sistema immunitario per rispondere alla presenza di batteri commensali e sopravvivere. In particolare, questa considerazione è valida per il nematode Anisakis, un parassita marino che nel corso del suo ciclo vitale incontra sia ospiti vertebrati, sia ospiti inverterbrati, assieme ai loro diversi microbiomi. Nonostante non si conoscano ancora i mezzi attraverso cui i nematodi riescano a mitigare gli effetti di questi microvi, i suoi peptidi antimicrobici probabilmente giocano un ruolo importante nella sua sopravvivenza. In questo articolo sono state identificate le anisazine, i primi peptidi antimicrobici ad alfa elica mai descritti in un parassita matino, grazie allo studio delle risorse genomiche e trascrittomiche disponibili per Anisakis. Questi peptidi mostrano una forte azione battericida in vitro, agendo selettivamente contro i batteri Gram-negativi, inclusi ceppi multi-restistenti ad antibiotici, a concentrazioni sub-molari. La loro interazione con le membrane batteriche è stata confermata da NMR a stato solido ed è fortemente dipendente dalla concentrazione del peptide, come evidenziato da simulazioni di dinamiche molecolari. Queste hanno indicato che la prima fase del meccanismo d'azione membranolitico comprende la formazione di rigonfiamenti della membrana con estrazione di lipidi. Le fasi successive includono la permeabilizzazione della membrana, che porta ad una perdita di molecole con l'eventuale morte cellulare, ma in assenza di danni macroscopici visibili, come dimostrato da microscopia a forza atomica e citometria a flusso. Questa attività membranolitica non si traduce in una citotossicità nei confronti delle cellule del sangue mononucleate periferiche umane, che si è dimostrata essere di minima entità anche a concentrazioni superiori a quelle battericide, il che rende le anisaxine dei promettenti candidati per il futuro sviluppo di farmaci.

La ricerca, coordinata dall'Università di Spalato, ha visto una cospicua partecipazione del personale del DSV. Nello specifico sono stati coinvolti il dott. Gerdol ed il Prof. Pallavicini per il gruppo di Genomica applicata e comparata, il dott. Mardirossian per il gruppo di Peptidi di difesa dell'ospite - meccanismo d'azione e applicazioni biomediche ed il professor Tossi per il gruppo di Peptidi di difesa dell'ospite - evoluzione e relazioni struttura-attività.