Identificazione di potenti anti

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12564 (2023) Citare questo articolo

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La Candida albicans è il patogeno più comune responsabile sia della candidosi spontanea che ricorrente. Il trattamento disponibile per le infezioni da Candida ha diversi effetti avversi e lo sviluppo di nuovi farmaci è fondamentale. Lo studio attuale ha esaminato la sintesi dei metaboliti anti-Candida da parte di Streptomyces sp. HC14 recuperato da un corallo molle. Utilizzando il progetto Plackett Burman, la composizione del mezzo è stata formulata per massimizzare la produzione. Utilizzando la GC-MS, i composti sono stati identificati ed è stato utilizzato un approccio chemioinformatico per identificare la potenziale fonte di attività. I composti che hanno mostrato un elevato potenziale di attività sono stati identificati come pirrolo[1,2-a]pirazina-1,4-dione, esaidro-3-(fenilmetil)-3 e di-n-ottile in base al loro punteggio di docking rispetto al citocromo enzima monoossigenasi (CYP51) nella Candida albicans. Come risultato della loro scoperta, è necessario sintetizzare chimicamente un minor numero di molecole e l’ottimizzazione della fermentazione ne massimizza la sintesi, fornendo una solida base per lo sviluppo di nuovi agenti anti-Candida albicans.

La Candida albicans è la normale flora del cavo orale e rappresenta fino al 75% della popolazione microbica1. Circa il 70% degli esseri umani presenta questa infezione fungina opportunistica come commensale innocuo nel tratto genito-urinario e gastrointestinale2. D'altra parte, con tassi di mortalità che raggiungono il 50%, Candida spp. è una delle cause principali di infezioni sistemiche acquisite in ospedale negli Stati Uniti3,4. L'infezione da Candida albicans del cavo orale o dei genitali femminili provoca candidosi superficiale, mentre le infezioni sistemiche rappresentano il tipo di infezione più pericolosa1. Nelle infezioni sistematiche potrebbero essere colpiti il ​​cuore, il sangue, le ossa, gli occhi e il cervello5. Per la candidosi vaginale, tra l'85 e il 95% dei ceppi di lievito isolati dalla vagina sono ceppi di C. albicans6. L'infezione da Candida inizia in determinate condizioni, ad esempio nei soggetti diabetici, durante la gravidanza e durante l'assunzione di antibiotici6. Per trattare Candida spp. infezioni, è stata prodotta una classe limitata di farmaci sintetici come ketoconazolo, nistatina e fluconazolo; tuttavia, l’uso improprio di tali composti può esercitare una pressione selettiva verso la resistenza7. Considerati gli effetti negativi di queste sostanze chimiche di sintesi, è fondamentale fornire costantemente al mercato nuovi composti naturali che potrebbero essere utilizzati come alternative a tali sostanze. La diversità microbica è abbondante negli habitat acquatici e i microrganismi sono associati ad altre creature acquatiche multicellulari8,9,10,11. A causa delle caratteristiche fisico-chimiche uniche ottenute vivendo in condizioni estreme, gli organismi marini hanno attirato l'attenzione dei ricercatori12. Si ritiene che gli antibiotici siano prodotti principalmente dagli attinomiceti. Sotto forma di metaboliti primari o secondari, è quindi sempre stata una vitale fonte di ispirazione per i chimici farmaceutici13,14. Gli attinomiceti marini sono stati isolati da sedimenti marini e sono stati collegati ad animali marini come le spugne15. La produzione di composti bioattivi da parte degli attinomiceti e di altri microrganismi è influenzata dal genotipo, dal metabolismo, dalla fisiologia e dalle condizioni di fermentazione dell'organismo16. Parametri esterni quali dimensioni dell'inoculazione, volume medio, periodo di incubazione, temperatura di incubazione, velocità di agitazione e pH iniziale hanno tutti avuto un impatto significativo sulla natura e sulla quantità di antibiotici e/o sostanze chimiche bioattive prodotte17,18,19,20. Nel campo degli antibiotici sono stati investiti molti sforzi per orientare la gamma di prodotti e aumentare i ritmi di produzione. È stato dimostrato che il cambiamento delle condizioni nutrizionali o ambientali porta allo sviluppo o alla scoperta di nuove sostanze chimiche naturali utilizzando vari approcci21. Tuttavia, la scarsa resa di queste sostanze chimiche ne limita l’applicazione in molte circostanze. Inoltre, le esigenze nutrizionali dei microbi utilizzati nei processi di fermentazione industriale sono complesse e diversificate quanto i batteri stessi22,23. A tal fine, e grazie ai progressi della biologia computazionale, la scoperta di farmaci e il riutilizzo dei composti microbici naturali sono diventati più facili e veloci24.