"Antibiotici nascosti": una nuova classe di sostanze antimicotiche trovate in un fungo comune

Gli scienziati hanno dimostrato che se non si testano estratti "grezzi" di microrganismi nel loro complesso, ma prima li si separa in frazioni e si filtrano rapidamente le molecole note utilizzando spettri di massa, allora sostanze attive nascoste iniziano a emergere negli stessi campioni. È così che si sono imbattuti nelle coniotine, rari lipopeptidi lineari del fungo Coniochaeta hoffmannii. La coniotina A si è rivelata attiva contro i "quattro problemi" dell'elenco dell'OMS: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans e Aspergillus fumigatus; inoltre, colpisce il β-glucano della parete cellulare, inducendo la cellula a "ricostruire" la parete e a diventare più vulnerabile alla caspofungina. Il lavoro è stato pubblicato su Nature Communications.

Sfondo

• Perché tutti hanno così tanto bisogno di nuovi antimicotici? In ambito clinico, esistono in realtà diverse classi principali di agenti sistemici (azoli, polieni, echinocandine; recentemente aggiunti ibrexafungerp, rezafungina, ecc.), e la resistenza sta crescendo più rapidamente della comparsa di nuovi bersagli "chimici". Le analisi della pipeline sottolineano: ci sono progressi, ma la finestra di opportunità è ancora ristretta.
• Perché Candida auris? Si tratta di un lievito nosocomiale con frequente resistenza multifarmaco, focolai ospedalieri ed esiti gravi; l'OMS lo ha classificato come una priorità critica insieme a C. albicans, A. fumigatus e C. neoformans. Le linee guida del CDC enfatizzano specificamente i test di sensibilità e il monitoraggio della resistenza.
• Il problema delle echinocandine (caspofungina, ecc.). Sono il "cardine" della terapia invasiva della candidosi: bloccano la sintesi del β-1,3-D-glucano nella parete cellulare. Ma mutazioni del gene FKS1 che riducono la sensibilità alle echinocandine sono sempre più presenti in C. auris, da qui l'interesse per molecole che "aggancino" l'azione della caspofungina o ne bypassino i punti deboli.
• Da dove potrebbero provenire nuovi scheletri molecolari. Storicamente, i prodotti naturali di funghi e batteri sono la principale fonte di chemiotipi anti-infettivi. Tuttavia, gli estratti "grezzi" sono spesso confusi con composti noti dominanti. Pertanto, gli screening moderni si basano sul frazionamento preliminare e sulla dereplicazione mediante LC-MS/MS e reti molecolari (GNPS, SNAP-MS) per filtrare rapidamente i composti "molto familiari" e catturare i metaboliti rari.
• Chi sono i peptaibiotici? Si tratta di peptidi lineari non ribosomiali ricchi dell'insolito amminoacido Aib, presenti soprattutto nei funghi del genere Trichoderma; la classe è nota per la sua attività di membrana e la resistenza alla proteolisi. I lipopeptaibiotici sono la loro varietà "a coda grassa". In questo contesto, la scoperta delle coniotine nei Coniochaeta amplia la geografia della classe e fornisce un nuovo "scheletro" chimico.
• Cosa aggiunge il presente articolo. Gli autori hanno dimostrato che una libreria di estratti microbici prefrazionati + rapida dereplicazione MS ha aumentato drasticamente la resa di candidati "veramente nuovi" e, su questa piattaforma, hanno isolato le coniotine A–D, lipopeptaibiotici attivi contro C. auris e altri funghi clinicamente importanti. Il bersaglio è il β-glucano della parete cellulare; l'effetto porta a una sinergia con la caspofungina. Questo è sia un nuovo meccanismo (l'attività di membrana è stata descritta più spesso per i peptaibiotici) sia un'idea pratica per combinazioni in cui le echinocandine "cedono".
• Perché tutto questo in pratica. C. auris con mutazioni FKS e biofilm limita già la scelta della terapia; nuove molecole che interferiscono con l'architettura della parete e potenziano le echinocandine rappresentano un modo promettente per ridurre il rischio di fallimento del trattamento e di resistenza al bypass.

Come è stato trovato il "novellino"

I ricercatori hanno assemblato una libreria di estratti prefrazionati da batteri e funghi e li hanno testati contro due specie di Candida, C. auris e C. albicans. Questo approccio ha aumentato notevolmente il numero di risultati positivi rispetto agli estratti grezzi e ha consentito una rapida dereplicazione di classi note (enniatine, surfatine, tunicamicine) da impronte digitali MS/MS, concentrandosi sul picco di attività sconosciuto di Coniochaeta. Guidato dall'attività delle frazioni, il team ha isolato quattro molecole correlate, le coniotine A–D. La loro ascendenza è stata confermata da un cluster ibrido PKS–NRPS (~182 kb; 21 moduli NRPS, ovvero esattamente 21 residui amminoacidici del peptide). Il cluster contiene molti amminoacidi insoliti (ad esempio, l'acido α-amminobutirrico, Aib), che è tipico dei peptibiotici ed è associato alla loro resistenza alla proteolisi.

Quanto "prende" il fungo (MIC dalla tabella)

Nei test di sensibilità (diluizione in microbrodo), la coniotina A ha mostrato:

• C. auris (isolati clinici resistenti): MIC 8 μg/mL in tre ceppi; 4 μg/mL in uno. A titolo di confronto, caspofungina in questi ceppi: MIC 64 μg/mL e fluconazolo - >64 μg/mL.
• A. fumigatus (incluso FluR): MIC 4 μg/mL; il fluconazolo è inefficace (>64 μg/mL) e la caspofungina è debole (64 μg/mL).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Un ulteriore vantaggio è la selettività: sugli eritrociti umani, l'emolisi è iniziata solo a >256 μg/ml, che è significativamente "oltre" i livelli terapeutici per l'amfotericina B (8 μg/ml nello stesso test).

Come funziona

La coniotina A non si accumula all'interno della cellula e colpisce la superficie:

• Si lega al β-glucano della parete cellulare (spettrometria di massa pull-down),
• Impedisce alla β-1,3-glucanasi di scomporre la laminarina e inibisce l'attivazione del fattore G (reagente Glucatell®),
• Induce una risposta di rimodellamento parietale (crescita di chitina, ispessimento dei setti) e alterazioni morfologiche visibili nelle immagini confocali e TEM.
  Di conseguenza, C. auris diventa più sensibile alla caspofungina: in una scacchiera, la combinazione riduce drasticamente la MIC della caspofungina fino alla soglia clinica CLSI di 2 μg/mL per isolati "gravi".

Ci sono modelli dal vivo?

Sì, ma non ancora nei mammiferi: in un modello di C. elegans, la coniotina A (8 μg/ml) ha ridotto la colonizzazione da parte di C. albicans e prolungato la durata della vita dei vermi infettati daC. auris multiresistente rispetto all'amfotericina B e al controllo. Questa è una rapida "dimostrazione tecnica" del potenziale; i mammiferi sono il passo successivo.

Perché è importante?

• Sono urgentemente necessarie nuove classi di farmaci. La clinica ha a disposizione solo tre gruppi principali di antimicotici sistemici; la resistenza è in crescita e la Candida auris è una priorità critica nell'elenco dell'OMS. Pertanto, qualsiasi "nuovo scheletro" di una molecola con un meccanismo diverso vale il suo peso in oro.
• La piattaforma è anche una manna dal cielo. L'approccio stesso – frazionamento economico + screening MS rapido e dereplicazione – aiuta a individuare metaboliti rari e "smorzati" che si perdono nel contesto dei composti dominanti nell'estratto grezzo. Questo approccio è scalabile per i laboratori accademici, non solo per i grandi screening farmaceutici.
• Combinazioni con echinocandine: un colpo preciso al β-glucano di superficie ancora la caspofungina al suo bersaglio: una strategia logica per superare la resistenza di C. auris.

Un neo e i piani

Non ci sono ancora dati sui mammiferi: dobbiamo verificare la farmacocinetica, la tossicologia, la finestra terapeutica e scegliere una forma (molto probabilmente parenterale o topica, data la chimica fisica della molecola). La struttura e il contatto con il β-glucano devono essere chiariti a livello di NMR/cristallografia, e il "rischio di resistenza" sotto pressione prolungata deve essere verificato. Ma già ora le coniotine sembrano dei veri candidati per l'uso preclinico, e la piattaforma stessa rappresenta una via verso altri antimicotici naturali "nascosti".

Fonte: Chen X. et al. Coniontins, lipopetaibiotici attivi contro Candida auris identificati da una libreria di frazionamento di prodotti naturali microbici. Nature Communications 16, 7337 (2025), pubblicato l'8 agosto 2025. Tabella delle MIC ed esperimenti sui meccanismi chiave nell'articolo principale.