Sapere Scienza

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Comunicazione tra batteri: così combattono gli antibiotici

29 Maggio 2018

L'antibioticoresistenza è uno degli ostacoli maggiori nella cura delle infezioni contratte in ospedale. Tra i batteri responsabili di queste patologie ci sono lo Staphylococcus aureus e la Pseudomonas aeruginosa. Quest'ultima è stata studiata da un gruppo di ricercatori dell'Università di Notre-Dame e dell'Università dell'Illinois di Urbana-Champaign, i quali hanno scoperto che parte della resistenza di questo microrganismo è dovuto alla sua capacità di comunicare, inviando segnali di sofferenza in risposta ad alcuni antibiotici.

 

L'infezione da Pseudomonas aeruginosa

 

Pseudomonas aeruginosa è un batterio Gram-negativo e può causare sepsi, polmoniti e altre tipologie di infezione in persone con difese immunitarie basse o barriere fisiche, quali la pelle o le mucose, danneggiate. Questo microrganismo diviene pericoloso per la salute umana solo in determinate condizioni (è quindi detto patogeno opportunista) ed è resistente a più antibiotici. Nydia Morales-Soto, coautrice della ricerca pubblicata sul Journal of Biological Chemistry, ha spiegato: "C'è una generale mancanza di comprensione su come le comunità di batteri come il patogeno opportunista Pseudomonas aeruginosa rispondano agli antibiotici. Molto di ciò che sappiamo viene da studi riguardanti comunità di biofilm in fase stazionaria, mentre si conosce meno del processo precedente, quando i batteri colonizzano, si diffondono e crescono. In questo lavoro, il nostro team di ricerca ha controllato specificamente il comportamento dei batteri in questo periodo e cosa ciò possa significare per l'antibioticoresistenza".

 

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Batteri chiacchieroni

 

Il comportamento analizzato è innescato dalla tobramicina, un antibiotico comunemente utilizzato nel settore clinico, e presenta una risposta a due segnali. Una volta applicato il farmaco a una colonia, i batteri producono un segnale in un punto specifico della comunità: è il già conosciuto Pseudomonas Quinolone Signal (PQS). Ma c'è anche un secondo segnale, una risposta a livello di comunità, ossia l'alchil-idrossichinolina (AQNO). Gli scienziati hanno realizzato una vera e propria mappa della produzione di ciascuna risposta e hanno determinato che il batterio è capace di rilasciare PQS in piccole tasche e ad alte concentrazioni rispetto a quelle precedentemente registrate. Inoltre il lavoro ha mostrato che PQS e AQNO sono risposte regolate in maniera indipendente e sono intenzionalmente comunicate per inviare differenti messaggi. Questo significa che Pseudomonas aeruginosa è in grado di proteggere la colonia da alcune tossine esterne mentre i batteri sono ancora in fase di colonizzazione.

 

Un metodo di ricerca particolare

 

Il metodo utilizzato per identificare questo comportamento batterico è particolare: gli studiosi hanno adoperato la spettroscopia Raman e la spettroscopia di massa per una completa e attenta analisi delle immagini chimiche ottenute, un esame di centinaia di migliaia di pixel. Questo processo così dettagliato ha permesso di identificare i due distinti segnali chimici dovuti alla tobramicina che, altrimenti, potevano essere facilmente non registrati. I risultati ottenuti saranno sicuramente di supporto alla comprensione del comportamento di Pseudomonas aeruginosa e di come il batterio riesca a promuovere la resistenza agli antibiotici.

 

Leggete ancora qualche interessante pagina di medicina acquistando l'articolo "Vincere il Nobel grazie a un'erba" di Giancarlo Marconi, pubblicato sul numero di ottobre 2017 di Sapere.

 

Immagine di copertina: Pseudomonas aeruginosa al microscopio elettronico a scansione. Credits: Janice Haney CarrContent Providers(s): CDC/ Janice Haney Carr [Public domain], via Wikimedia Commons

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