Da una ricerca del Dipartimento di Chimica organica "Ugo Schiff", un nuovo composto contro le candidosi farmacoresistenti

Sono stati brevettati, grazie a una ricerca congiunta tra l'Istituto Superiore di Sanità (ISS) e l'Università di Firenze, nuovi composti per il trattamento delle infezioni dovute al fungo Candida albicans, che si mostrano resistenti ai farmaci antifungini.

L'importante risultato ottenuto è il frutto delle collaborazioni realizzate negli ultimi anni fra il gruppo di ricerca del prof. Antonio Guarna, direttore del Dipartimento di Chimica organica "Ugo Schiff" e quello del prof. Antonio Cassone, direttore del Dipartimento di Malattie infettive, parassitarie ed immunomediate dell'ISS. L'obbiettivo dei ricercatori è stato quello di sviluppare un nuovo farmaco che possa funzionare nel trattamento delle candidosi farmaco resistenti di soggetti immunodepressi, come quelli affetti da AIDS o da patologie tumorali, in cui l'esito di queste infezioni può essere anche letale.

Le forme invasive di candidosi e la candidemia sono infezioni causate da Candida, in grado di invadere vari organi e la circolazione sanguigna. Candida è al quarto posto nella classifica delle cause più diffuse delle infezioni ospedaliere in Italia e la più diffusa fra le cause fungine. Le forme invasive delle infezioni da Candida sono più frequenti fra i pazienti immunocompromessi, come quelli affetti da cancro, da immunodeficienze (AIDS), quelli che hanno subito trapianti o gli ustionati. Tali infezioni sono associate con un tasso elevato di mortalità in questi pazienti in condizioni critiche. Circa l'80% dei pazienti HIV-positivi (prima dell'introduzione in terapia degli inibitori delle HIV-proteasi) è affetto da candidosi orale, la quale può contribuire significativamente e pesantemente ad aggravare il quadro clinico, ad esempio, nel caso in cui l'infezione si estenda dalla bocca all'esofago (esofagite da Candida). Nei casi più gravi, le complicazioni possono riguardare ascessi polmonari, endocarditi, meningiti, endoftalmiti, ascessi cerebrali, artriti e, non ultimo, la candidosi disseminata, con un tasso di mortalità che può raggiungere il 50% anche con antibiotico-terapia efficace.

I farmaci antimicotici attualmente disponibili per il trattamento delle micosi sistemiche possono essere distinti in quattro classi in base al meccanismo d'azione: 1) i derivati azolici, a loro volta distinti in imidazolici (es.: miconazolo e chetoconazolo) e triazolici (es.: fluconazolo, itraconazolo e voriconazolo), che inibiscono la sintesi dell'ergosterolo, il principale componente della membrana cellulare del micete; 2) i macrolidi polienici (es.: amfotericina B e le sue formulazioni lipidiche), che determinano un'alterazione delle funzioni di membrana; 3) gli inibitori della sintesi del DNA ed RNA (5-fluorocitosina); 4) le echinocandine (es.: caspofungina), che inibiscono la sintesi del glucano, il componente principale della parete fungina. Tuttavia l'uso continuato di questi farmaci induce spesso una resistenza al trattamento privando quindi i malati di una terapia efficace. C'è quindi una necessità reale di sviluppare nuovi agenti terapeutici con meccanismi di azione diversi da quelli dei farmaci attualmente in uso.

Nuovi target terapeutici sono le Secreted Aspartyl Proteases (SAP) che sono riconosciute come responsabili del fattore di virulenza del fungo. In particolare, la SAP2 è l'enzima sovraespresso durante la crescita del fungo in vitro, ed è richiesta per la crescita del fungo in presenza di proteine come uniche fonti di azoto e per l'azione di virulenza.

La ricerca sviluppata dai ricercatori si è posta l'obbiettivo di progettare e sintetizzare nuovi composti  peptidomimetici in grado di mimare l'azione della pepstatina, l'inibitore peptidico naturale di SAP2, che avessero le caratteristiche molecolari per poter resistere alla degradazione enzimatica e avere una biodistribuzione in vivo, tali da essere quindi ottimali per lo sviluppo di un farmaco per uso topico e sistemico. Il gruppo del Prof. Guarna in questo senso ha messo a disposizione la propria esperienza pluriennale nello sviluppo di librerie di peptidomimetici allo scopo di identificare le molecole più opportune  per lo sviluppo di questi nuovi agenti anti-infettivi.

I saggi di attività inibitoria sono stati condotti dal gruppo del Prof Cassone, presso l'ISS, verso l'enzima aspartil-proteasi (Secreted Aspartyl Protease2 - SAP2), utilizzando circa 200 composti peptidomimetici per cui già nel 2001 i ricercatori del gruppo del Prof Guarna avevano depositato un brevetto internazionale di proprietà dell'Università di Firenze. In questo modo sono state identificate almeno due nuove molecole che hanno dato risultati particolarmente significativi sia nei test in vitro sull'enzima isolato, che in quelli in vivo sul ratto femmina in cui era stata indotta un'infezione da Candida albicans, utilizzando un modello patologico di cui l'Istituto Superiore di Sanità è fra i pochi al mondo ad avere disponibilità e competenza.

I test sui modelli in vivo hanno evidenziato che i due composti peptidomimetici hanno mostrato un'attività inibitoria superiore all'inibitore peptidico naturale. Inoltre, test di attività su infezioni indotte su modelli animali con ceppi di Candida insensibili ai trattamenti con fluconazolo hanno mostrato un'ottima risposta e una regressione della patologia, suggerendo quindi una reale applicazione di queste molecole come farmaci soprattutto nei casi di nei pazienti immunodepressi quali ad esempio i malati di AIDS che abbiano sviluppato resistenza ai farmaci antifungini.

Queste nuove molecole hanno tutte le caratteristiche utili per essere sviluppate come farmaci, in quanto sono facilmente sintetizzabili in grande quantità e a basso costo, ed essendo non-peptidici non sono aggrediti dalle proteasi. Se gli studi di tossicità necessari per completare la fase preclinica saranno positivi, come si auspica, potrebbero essere rapidamente iniziati nei prossimi anni gli studi clinici per verificarne l'efficacia nell'uomo.