Quando sentiamo parlare di batteri resistenti agli antibiotici, tendiamo a immaginare una specie di super-batterio che improvvisamente si adatta e diventa resistente alla cura. Ma c’è un’altra possibilità, meno conosciuta: i batteri che hanno la capacità di diventare dormienti e così di passare tra le maglie della rete. Era questo il centro di interesse del progetto BIO-NMR, che ha trovato un modo per svegliarli in modo da poterli uccidere.
“Gli antibiotici possono uccidere i batteri solo quando questi sono nella fase attiva di crescita e divisione,” spiega Thomas K. Wood, professore di ingegneria chimica e titolare della cattedra di biotecnologia presso la Penn State University. “Tuttavia, i fattori ambientali di stress spesso attivano un meccanismo batterico, il quale crea una tossina che rende la cellula dormiente e quindi resistente agli antibiotici.” Questi batteri che formano un biofilm sono quindi molto difficili da uccidere.
Ne sono un esempio alcuni batteri che vivono nel tratto gastrointestinale. Anche se tecnicamente la bile può ucciderli, questi batteri possono difendersi producendo un’auto-tossina (proteina) che li fa andare in modalità dormiente in sua presenza. Non appena si allontana la bile, i batteri producono un’altra proteina che distrugge quella precedente e li fa ritornare in vita.
Trovare un modo di fermare la produzione di questa tossina era l’obiettivo di un progetto di ricerca in parte sostenuto dal progetto BIO-NMR (NMR for Structural Biology), finanziato dall’UE – un progetto concluso che ha riunito le risorse europee della spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (Nuclear Magnetic Resonance, NMR). L’equipe internazionale, che è stata sostenuta anche dal progetto MINECO e dal Laboratorio di ricerca dell’esercito in Spagna, è riuscita a caratterizzare il primo sistema tossina antitossina in un biofilm, che è anche ossigeno-dipendente.
I ricercatori del Laboratorio di NMR, Università di Barcellona, hanno effettuato tale caratterizzazione a livello molecolare e atomico. Concentrandosi sul batterio E. Coli, hanno scoperto che la struttura dell’antitossina ha canali larghi quanto basta per far passare l’ossigeno e in realtà dipende da esso. Il suo sistema tossina-antitossina Hha-TomB implica che, per svegliare il batterio, l’antitossina deve riuscire a ossidare la tossina.
In altre parole, una dose addizionale di ossigeno potrebbe essere sufficiente per svegliare i batteri e renderli sensibili agli antibiotici. I ricercatori hanno scoperto che solo il 10 % di ossigeno è sufficiente per svegliare i batteri sui margini del biofilm. Questo potrebbe avere come risultato la rottura del biofilm e la sua dispersione, il che lascerebbe il batterio al suo interno senza protezione.
Wood sottolinea l’importanza di questo risultato per lo sviluppo di antimicrobici migliori. “Se comprendiamo i sistemi tossina-antitossina a livello molecolare o atomico, possiamo fare antimicrobici migliori,” ha detto. “Direi che i sistemi tossina antitossina sono fondamentali per la fisiologia di tutti i batteri. Speriamo che questo ci farà capire come sopravvivono agli antibiotici.”
Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto
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