La capacità di Mycobacterium tuberculosis (MTB), una grave infezione respiratoria, che forma corde simili a serpenti, è stata notata per la prima volta quasi 80 anni fa. In uno studio pubblicato il 20 ottobre sulla rivista Cellulai ricercatori riportano i meccanismi biofisici attraverso i quali si formano queste corde e dimostrano come diverse generazioni di batteri in divisione si uniscono per creare queste strutture che consentono la resistenza agli antibiotici.
“Il nostro lavoro ha dimostrato chiaramente che la formazione del cordone è importante per l’infezione e perché questa architettura altamente ordinata potrebbe essere importante per la patogenesi”, afferma l’autore senior Vivek Thacker, che ha guidato il lavoro presso il Global Health Institute dell’École Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) in Svizzera e ora ha sede presso il Dipartimento di malattie infettive dell’Università di Heidelberg in Germania.
Lo studio ha utilizzato una combinazione unica di tecnologie per affrontare il ruolo della formazione delle corde della MTB. Uno era un modello lung-on-chip, che ha permesso ai ricercatori di dare uno sguardo diretto al “primo contatto” tra MTB e cellule ospiti all’interfaccia aria-liquido nei polmoni. Ciò ha rivelato che la formazione del cordone è importante nelle fasi iniziali dell’infezione. I ricercatori hanno anche utilizzato un modello murino che sviluppa patologie che imitano la tubercolosi umana, consentendo loro di ottenere tessuto che potrebbe essere studiato utilizzando l’imaging confocale e confermando che il cordone si verifica anche nelle fasi iniziali dell’infezione. in vivo.
Il lavoro ha prodotto diverse nuove scoperte su come questi cordoni interagiscono e comprimono il nucleo cellulare, su come questa compressione influisce sul sistema immunitario e sulle connessioni tra le cellule ospiti e le cellule epiteliali e su come la formazione dei cordoni influisce sugli alveoli nei polmoni. Lo studio ha anche rivelato come questi cordoni mantengano la loro integrità strutturale e come aumentino la tolleranza alla terapia antibiotica.
“C’è una crescente comprensione del fatto che queste forze meccaniche influenzano il comportamento e le risposte cellulari, ma questo aspetto è stato trascurato poiché i modelli tradizionali di coltura cellulare non ricapitolano l’ambiente meccanico di un tessuto”, afferma Melanie Hannebelle, ex presso il Global Health Institute dell’EPFL e ora all’Università di Stanford. “Comprendere come le forze a livello cellulare e tissutale o l’affollamento a livello molecolare influiscono sulla funzione cellulare e tissutale è quindi importante per sviluppare un quadro completo di come funzionano i biosistemi.”
“Pensando all’MTB nell’infezione come aggregati e non singoli batteri, possiamo immaginare nuove interazioni con le proteine dell’ospite per effettori noti della patogenesi dell’MTB e un nuovo paradigma nella patogenesi in cui le forze delle architetture batteriche influenzano la funzione dell’ospite”, afferma Thacker.
La ricerca futura si concentrerà sulla comprensione se la formazione del cordone consente nuove funzionalità agli effettori noti della patogenesi del MTB, molti dei quali si trovano sulla parete cellulare del MTB. Inoltre, esaminerà le conseguenze dell’addensamento dei batteri all’interno del gruppo e come ciò possa portare a un effetto protettivo contro gli antibiotici.
“La terapia antibiotica è il cardine del trattamento per le infezioni da tubercolosi, ma i regimi terapeutici sono lunghi e complicati, con una crescente minaccia di resistenza ai farmaci”, afferma Richa Mishra, l’altro primo autore che è attualmente al Global Health Institute dell’EPFL. “Esiste una necessità riconosciuta di terapie dirette all’ospite o di terapie che inibiscano specifici meccanismi di virulenza che possano abbreviare e migliorare la terapia antibiotica”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com