I germi sono virus che attaccano i batteri, inclusi gli agenti patogeni che causano malattie. Tuttavia, i batteri hanno sviluppato strategie difensive per proteggersi dagli attacchi dei virus. Per poter utilizzare i fagi nelle terapie contro le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici, è essenziale capire come funziona la difesa dei batteri contro i fagi. Un gruppo di ricerca internazionale ha ora scoperto un meccanismo di difesa precedentemente sconosciuto e ha mappato il modo in cui un attacco batterico lo innesca. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
Brevi fatti: ricerca di base // studio quantitativo // in vitro // in vivo. Dietro lo studio ci sono ricercatori del MIT, dell’Université Libre de Bruxelles e dell’Università di Lund.
Batterio (o fago) significa “mangiatore di batteri” in greco. Sono ovunque e sono una parte importante del nostro ambiente. Attaccandosi a una superficie e iniettando il suo DNA, il fago entra nei batteri. I batteri vengono quindi riprogrammati per produrre copie del fago in grandi quantità. Infine, i batteri esplodono e nuove copie dei fagi possono diffondersi e infettare altri batteri.
Affronta i fagi
La resistenza agli antibiotici è diventata una minaccia globale e sono necessarie nuove alternative per sconfiggere le infezioni batteriche laddove gli antibiotici non funzionano più. La terapia fagica comporta il trattamento di pazienti infetti da fagi. Questo metodo ha un grande potenziale clinico, ma i batteri, a loro volta, hanno sviluppato molte strategie complesse per difendersi dai fagi. I batteri sembrano riconoscere gli stimoli caratteristici dei fagi, che provocano l’attivazione del sistema di difesa.
Ora il team di ricerca è riuscito a identificare la proteina CaprileSJ46 Come arma importante nella difesa dei batteri contro i fagi. Una volta che nuove particelle fagiche iniziano a essere prodotte in un batterio infetto, percepiscono la proteina che costituisce l’involucro fagico. La proteina attiva quindi il sistema di difesa suicida.
– CaprileSJ46 Si compone di due parti. Uno agisce come un veleno e l’altro come un’antitossina che neutralizza il veleno. L’antitossina è ciò che mantiene lo “stato normale” nei batteri e tiene sotto controllo la tossina. Quando i batteri percepiscono una proteina fagica estranea sconosciuta, afferma Vasily Horiliuk, assistente professore all’Università di Lund, la tossina viene attivata, provocando l’arresto completo dei batteri e il suicidio, in modo che non rischino di essere colpiti da altri batteri.
Comprendere il sistema immunitario batterico e come combatte i batteri è fondamentale per progettare terapie batteriche.
Riduce l’infezione virale
La scoperta della difesa dei batteri inducibile dalle proteine è entusiasmante per diversi motivi. Non solo abbiamo scoperto uno specifico meccanismo molecolare che fa sì che i batteri riconoscano un virus e ne limitino l’infezione, ma esiste la possibilità che ciò che abbiamo scoperto sia un modello generale che può essere applicato ad altri tipi di difesa antivirale, afferma Tatsuaki Kurata, un ricercatore post-dottorato presso l’Università di Lund e coautore dello studio.
In linea di principio, si potrebbe anche utilizzare il meccanismo appena scoperto per stimolare artificialmente i sistemi di suicidio e ingannare i patogeni batterici per spegnerli senza essere attaccati dai fagi.
– Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, sarà possibile progettare proteine in grado di innescare il sistema suicida allo stesso modo delle proteine fagiche. Gemma Atkinson, ricercatrice presso l’Università di Lund e coautrice dello studio, conclude che il campo di ricerca sui fagi è davvero molto interessante.
Editoria
“Attivazione diretta del sistema immunitario innato batterico da parte di una proteina del capside virale“
Natura, 16 novembre 2022, disponibile qui. doi.org/10.1038/s41586-022-05444-z
Contatto
Vasily Horiliuk è docente presso l’Università di LundTelefono: 0706090493, e-mail: [email protected]
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Stampa Contatta la Facoltà di Medicina dell’Università di Lund: Katrin Ståhl, 046-222 01 31, 0725-27 97 97, [email protected]
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