NORESIST-Messa a punto di una terapia altamente inNOvativa basata sull’utilizzo di sostanze alternative e di miscele fagiche per la cuRa dellE principali patologie nelle SpeclIe di intereSse zooTecnico

Risultato della ricerca:

Attualmente, particolare attenzione viene posta nello sviluppo di nuove tecnologie per contrastare l’abuso legato all’utilizzo inappropriato degli antibiotici, che ha contribuito alla comparsa di antibiotico-resistenza. Per cercare di prevenire e contrastare le principali patologie di origine batterica che insorgono nelle specie di interesse zootecnico senza dover far ricorso agli antibiotici, si può ricorrere a delle terapie “alternative”. In particolare, i batteriofagi (fagi) e lo studio di nuovi target molecolari (anidrasi carbonica) applicati ad inibitori specifici, rappresentano delle alternative più promettenti agli antibiotici per uso clinico e possono essere utilizzati anche come co-adiuvanti, aumentando l’efficacia degli antibiotici stessi. La creazione e la convalida dell’uso di queste sostanze nell’allevamento animale come agenti terapeutici e di biocontrollo permetterebbe di prevenire tali malattie con prodotti rispettosi dell’ambiente e che non rappresentano un rischio per la salute dell’uomo, degli animali o dell’ecosistema. I batteriofagi hanno il vantaggio di essere molto più specifici degli antibiotici, evitando i danni che questi ultimi provocano all’organismo umano, animale o vegetale, e anche a batteri benefici, come quelli della microflora intestinale, riducendo la possibilità di effetti collaterali (disbiosi intestinali e infezioni secondarie opportunistiche). Inoltre, la possibilità dei fagi di replicarsi in vivo, consente l’uso di basse dosi terapeutiche. Invece, gli inibitori delle anidrasi carboniche (CA) da patogeni hanno il vantaggio di inibire la crescita microbica.

Nell’ambito della presente proposta progettuale, l’attività relativa alla messa a punto di un’efficace terapia alternativa all’utilizzo degli antimicrobici, prevede i seguenti step:

• Isolamento dei batteri di interesse;
• Isolamento di almeno un fagolitico verso i microorganismi target;
• Caratterizzazione dei fagi isolati mediante tecniche molecolari e/o di microscopia elettronica;
• Valutazione in vitro dell’efficacia dei fagi isolati, al fine di individuare l’host range dei fagi isolati, ovvero le peculiari specificità di ospite;
• Selezione di un adeguato pannello di fagi aventi le caratteristiche ottimali ai fini della ricerca, ovvero capacità litica, assenza di geni di virulenza e diverse specificità di ospite;
• Purificazione e caratterizzazione delle CA da patogeni di interesse;
• Studio dei profili di inibizione delle CA e identificazione degli inibitori;
• Valutazione in vivo della capacità dei batteriofagi e degli inibitori delle CA selezionati di eliminare le specie batteriche target e di persistere in circolo per un tempo sufficiente affinché l’infezione venga completamente curata.

La messa a punto di cocktail fagici e/o di inibitori delle CA per la cura o la futura prevenzione delle principali patologie che incorrono nelle specie animali di interesse zootecnico è inoltre una sfida rilevante per le industrie del settore agroalimentare, responsabili di notevoli perdite economiche. Ciò perché, a seguito di molte infezioni, si verifica un calo della produttività e alterazioni qualitative e quantitative dei prodotti, con degradazione delle caratteristiche organolettiche e di conservabilità.

Il progetto NORESIST è perfettamente in linea con il contesto odierno, rivolgendosi ai settori “Agrifood” e “Life Sciences”, con l’obiettivo di generare prodotti qualitativamente superiori, garantendo allo stesso tempo il benessere animale e del consumatore finale, e fornendo un valido mezzo alternativo alle terapie standard, attualmente inefficaci verso le principali patologie che insorgono nelle specie di interesse zootecnico

Riferimento a finanziamenti precedenti:

I risultati della presente ricerca non sono stati oggetto di un precedente bando di finanziamento

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

L’idea di utilizzare i fagi contro le infezioni batteriche nacque quasi un secolo fa: Félix d’Herelle nel 1919 a Parigi debellò la dissenteria pediatrica somministrando un preparato fagico. La terapia fagica può rappresentare un’alternativa valida o complementare alla terapia antibiotica convenzionale. Già in passato, diversi studi hanno dimostrato che si tratta di molecole molto specifiche, accurate e potenti (Pirisi, A., The Lancet, 2000. 356(9239): p. 1418).

I vantaggi dell’utilizzo di batteriofagi sono molteplici e consistono in primo luogo nella specificità di azione unicamente nei confronti dei batteri target, proteggendo pertanto la microflora naturale e diminuendo di conseguenza notevolmente la possibilità di sviluppo di infezioni da parte di patogeni opportunistici.

Un altro vantaggio è rappresentato dalla diminuzione fino alla scomparsa di effetti collaterali, soprattutto a carico del fegato.

Inoltre, la possibilità dei fagi di replicarsi in vivo, consente l’uso di basse dosi terapeutiche. D’altro canto,la specificità di azione dei batteriofagi può rappresentare anche uno svantaggio, a causa della mancata azione verso batteri di specie diversa. Questo problema può essere in ogni caso superato utilizzando miscele fagiche al fine di garantire un ampio spettro di azione. Infine, per un possibile impiego dei batteriofagi quali agenti terapeutici, risulta essenziale accertarsi che siano privi di DNA indesiderabile. Inoltre, così come insorgono resistenze agli antibiotici, è possibile che nei batteri target insorgano mutazioni a carico dei recettori fagici tali da impedire al fago stesso di riconoscere il recettore specifico ed esplicare la propria attività.

L’insorgenza di fago-resistenza, comunque, è innanzitutto molto meno frequente dell’insorgenza di antibiotico-resistenza (i valori riportati in letteratura di frequenza di mutazione sono dell’ordine di 1077 e 1078 nel caso della fago-resistenza, contro 10-5 nel caso dell’antibioticoresistenza). Gli inibitori delle CA da patogeni più promettenti possono rappresentare una terapia alternativa e priva di controindicazioni specifiche. Infatti il ricorso a queste tipologie terapeutiche hanno il vantaggio di agire specificamente sui batteri patogeni senza alterare il normale microbiotica.

Titoli di proprietà intellettuale:

Non presenti.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Per trattare e controllare una serie di patologie animali, i veterinari ricorrono agli antimicrobici. A partire dal 1° gennaio 2006 (Regolamento (CE) n. 1831/2003), gli antibiotici non possono essere utilizzati come additivi dei mangimi.

Obiettivo comune sia del veterinario che del produttore deve essere l’utilizzo corretto e responsabile degli antibiotici. Questo scopo può essere raggiunto mediante una serie di pratiche di gestione, quali disinfezione, eradicazione, isolamento ed esclusione competitiva. L’ uso delle vaccinazioni, l’igiene, la medicina preventiva e le misure di biosicurezza sono quindi mezzi importanti e primari di lotta contro le malattie infettive. Qualora queste misure non siano attuabili, o siano inefficaci, si può ricorrere all’utilizzo di antibiotici nell’allevamento, verificandone la reale necessità con adeguate diagnosi di laboratorio.

Il prodotto sviluppato nel presente progetto consentirebbe di limitare la diffusione di microorganismi patogeni negli allevamenti, mediante l’utilizzo valide alternative all’utilizzo di antibiotici per far fronte alla maggior parte delle patologie che colpiscono gli allevamenti. Uno degli obiettivi che la presente proposta progettuale si pone è quello di mettere a punto protocolli di isolamento di utilizzo di cocktail fagici nella mangimistica animale. Quello della mangimistica è un settore al quinto posto trai settori principali dell’industria alimentare, con un fatturato di quasi 9 miliardi di euro. Al primo posto troviamo i mangimi per l’avicoltura (polli, tacchini, galline ovaiole e altri), con un’incidenza complessiva di oltre il 40% sul totale dei mangimi prodotti. Il progetto è quindi perfettamente in linea con le sfide che il comparto mangimistico deve affrontare, proponendo un prodotto destinato all’industria che sia sicuro e che intende dare un contributo importante alla lotta contro l’antibiotico-resistenza.

Il prodotto che si intende mettere a punto nel presente progetto rappresenta una valida alternativa agli antibiotici tradizionali, per la maggior parte dei quali molti batteri hanno sviluppato resistenza, e va ad inserirsi perfettamente nelle richieste di mercato di qualità e salubrità dei prodotti. Il mercato agroalimentare si sta infatti evolvendo verso la crescente necessità di soddisfare specifiche esigenze qualitative e di rispettare condizioni di fortissima concorrenza. In Italia, secondo i dati ISTAT 2016, l’industria alimentare comprende 56.750 imprese, di cui 53.360 nel cibo e 3.390 nelle bevande. Nel contesto europeo, l’industria alimentare italiana si colloca al secondo posto dopo la Francia per numero di imprese, al terzo posto dopo Francia e Germania per numero di occupati e al quinto dopo Francia, Germania, Regno Unito e Spagna per valore aggiunto generato. Ciò dipende soprattutto dalla superiore qualità della sua offerta. In Italia e nelle aree economicamente mature, è fondamentale rispettare quattro aspetti: sicurezza, salute e benessere, valore esperienziale e praticità.

In ambito farmacologico invece, al giorno d’oggi, vi è una grande preoccupazione per l’uso diffuso di farmaci, il cui utilizzo massivo e spesso improprio, ha determinato un notevole aumento dei fenomeni di antibiotico-resistenza, esibito da numerosi ceppi di batteri patogeni, causa di infezioni refrattarie di difficile cura. Nell’ambito del presente progetto, il settore alimentare e il settore ricerca in ambito farmacologico si intrecciano con l’obiettivo comune di generare prodotti qualitativamente superiori, garantendo dunque il benessere dei consumatori, e per contrastare il fenomeno dell’antibiotico-resistenza.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

Obiettivo ultimo del presente progetto è la realizzazione di presidi attivi, in scala industriale, contro i patogeni coinvolti nelle principali malattie che colpiscono specie di interesse zootecnico, sulla base dei risultati preliminari ottenuti. E’ dunque necessaria una stretta collaborazione che unisca la nostra consolidata esperienza nel settore della microbiologia e dell’istopatologia, con un’azienda che abbia una consolidata esperienza nel settore dell’industrializzazione di prodotti e che abbia brevetti già depositati nel settore di riferimento.