Per un capriccio anatomico, le donne sono particolarmente inclini alle infezioni del tratto urinario e quasi la metà delle donne ne soffre a un certo punto della vita.
Gli scienziati hanno cercato per decenni di capire come i batteri riescono a prendere piede in persone altrimenti sane, esaminando tutto, da come i microbi si muovono all’interno della vescica e si attaccano a come distribuiscono le loro tossine per produrre sintomi fastidiosi e spesso dolorosi.
Ricerca pubblicata in PNAS esamina come i batteri Escherichia coliO Escherichia coli – responsabile della maggior parte delle infezioni del tratto urinario – è in grado di utilizzare i nutrienti dell’ospite per riprodursi a un ritmo straordinariamente rapido durante l’infezione, nonostante l’ambiente quasi sterile dell’urina fresca.
I ricercatori che lavorano nel laboratorio di Harry Mobley, Ph.D., presso la University of Michigan Medical School hanno iniziato esaminando i ceppi mutanti che non erano altrettanto bravi a replicarsi nei modelli murini per identificare i geni batterici che potrebbero essere importanti per stabilire l’infezione.
In questo modo, hanno identificato come critici un gruppo di geni che controllano i sistemi di trasporto.
“Quando i batteri hanno bisogno di qualcosa per crescere, ad esempio un amminoacido, possono ottenerlo in due modi”, ha spiegato Mobley, professore di microbiologia e immunologia di Frederick G. Novy.
“Possono realizzarlo da soli, oppure rubarlo al loro ospite utilizzando quello che chiamiamo sistema di trasporto.”
Il loro precedente screening dell’espressione genica ha rivelato che quasi il 25% dei geni batterici erano dedicati a tattiche di replicazione inclusi sistemi di trasporto per aminoacidi specifici, che Escherichia coli utilizzare per portare migliaia di molecole al secondo, ha detto Mobley.
Il primo autore Allyson Shea, Ph.D., ex membro del laboratorio di Mobley e ora assistente professore di microbiologia e immunologia presso l’Università dell’Alabama meridionale, ha effettuato riferimenti incrociati a una libreria di proteine di trasporto da Escherichia coli contro altre specie di agenti patogeni delle infezioni delle vie urinarie per vedere quali erano importanti per l’infezione. Ha scoperto che un tipo di trasportatore chiamato trasportatore ABC (per cassetta legante l’ATP) sembrava essere fondamentale.
Quindi, utilizzando l’agar d’organo ricavato dal tratto urinario del topo, ha confermato che i trasportatori ABC erano essenziali per l’infezione. Molti ceppi batterici privi di questi sistemi di importazione di nutrienti erano difettosi nella crescita sull’agar della vescica e degli organi renali.
“Sembra che i batteri investano in questi costosi sistemi di trasporto dell’ATP per avere una maggiore affinità con le fonti energetiche a cui sono interessati”, ha affermato Shea.
“Questi sistemi sono molto, molto efficaci nel portare i nutrienti all’interno della cellula.”
I risultati, osserva Mobley, aprono strade per lo sviluppo di nuove terapie, il che è particolarmente importante in un’era di crescente resistenza agli antibiotici.
“Se si inibiscono questi sistemi di trasporto, forse si può inibire la rapida crescita di questi batteri”, ha detto.
Farlo non sarà facile, osserva Shea, poiché i batteri hanno sviluppato molteplici sistemi di backup per questa importante classe di trasportatori.
“La cosa bella di questa famiglia che lega l’ATP è che hanno tutte una subunità legante l’ATP che fornisce al sistema di trasporto l’energia di cui ha bisogno per trasportare i nutrienti attraverso la membrana cellulare.”
Questa subunità potrebbe potenzialmente essere un bersaglio per rendere disfunzionale l’intera famiglia di trasportatori.
Anche se questo non sostituirebbe necessariamente gli antibiotici, dice, potrebbe rallentare la crescita in modo che gli antibiotici e il sistema immunitario ospite possano fare un lavoro migliore nel fermare i batteri.
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