Ricercatori dell’Università di Basilea hanno scoperto che i batteri possono percepire in anticipo le minacce attraverso un segnale generale di pericolo. I batteri rilevano quando le cellule vicine stanno morendo e formano in modo proattivo un biofilm protettivo. Comprendere come i batteri comunicano e rispondono alle minacce è fondamentale per combattere le infezioni.
I batteri sono costantemente impegnati in una lotta per la sopravvivenza, affrontando le minacce delle cellule immunitarie, degli antibiotici o dei fagi, virus che infettano solo i batteri. Nel corso dell’evoluzione, i batteri hanno sviluppato numerose strategie per proteggersi da tali pericoli. Ma come fanno i batteri a percepire le potenziali minacce nel loro ambiente e ad avviare misure protettive?
Segnale di pericolo: Frammenti di parete cellulare
Nel loro recente studio, i ricercatori guidati dal Prof. Knut Drescher del Biozentrum dell’Università di Basilea, hanno scoperto che frammenti della parete cellulare batterica, i cosiddetti peptidoglicani, fungono da segnale di allarme per indicare un pericolo nell’ambiente.
“Queste molecole agiscono come un segnale di pericolo generale riconosciuto non solo dai conspecifici ma anche da batteri di specie diverse”, spiega Drescher “I peptidoglicani vengono rilasciati quando i batteri vengono uccisi dai fagi o dagli antibiotici”.
Meccanismo protettivo: formazione di biofilm
I batteri rispondono a questo segnale di pericolo producendo una piccola molecola di segnalazione nota come c-di-GMP, che innesca la formazione del biofilm. I biofilm sono strutture complesse e tridimensionali di batteri viventi incorporati in una matrice viscida. “In Vibrio cholerael’agente patogeno che causa il colera, anche una breve esposizione ai frammenti della parete cellulare innesca la formazione di un biofilm”, spiega Sanika Vaidya, prima autrice dello studio. All’interno del biofilm, i batteri sono protetti dagli attacchi dei fagi, delle cellule immunitarie e degli antibiotici.
Strategia di sopravvivenza: avvertimento tra specie diverse
I ricercatori hanno osservato questo comportamento non solo nell’agente patogeno del colera ma anche in altri agenti patogeni pericolosi, spesso multiresistenti, come Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Stafilococco aureoE Enterococcus faecalis.
Il fatto che i batteri di tutte le specie rispondano allo stesso segnale di pericolo suggerisce una strategia di sopravvivenza universale. “È interessante notare che le cellule immunitarie umane riconoscono anche i frammenti di peptidoglicano come segnale di infezione”, sottolinea Drescher. “Ciò evidenzia sorprendenti paralleli tra i meccanismi di difesa batterica e umana.”
Rilevanza clinica: prevenzione dei biofilm
Questa strategia di sopravvivenza universale potrebbe spiegare perché i biofilm svolgono un ruolo così importante in vari ambienti, dagli ecosistemi naturali alle infezioni umane. Tuttavia, lo studio solleva nuove domande: i frammenti della parete cellulare attivano ulteriori meccanismi protettivi oltre alla formazione del biofilm? E come si possono applicare queste nuove conoscenze per combattere in modo più efficace gli agenti patogeni che formano biofilm?
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