Come combattere le infezioni batteriche sopprimendo una proteina chiave

I ricercatori del John Innes Centre (JIC) e dell’Università dell’East Anglia (UEA), del Regno Unito, hanno fatto una scoperta emozionante che potrebbe fornire un nuovo modo per prevenire le infezioni batteriche sia nelle piante che negli esseri umani senza innescare nei batteri immuno-resistenza ai farmaci.

Quando i batteri infettano un organismo, sia un vegetale che un essere umano, debbono prima passare attraverso la barriera difensiva dell’organismo oggetto di infezione. Senza questo passaggio, i batteri hanno difficoltà ad aggredire l’ospite designato e non possono causare infezioni.

Il dr Jacob Malone, microbiologo molecolare al JIC e docente della Scuola di Scienze Biologiche della UEA, era incuriosito dall’osservazione dell’alto livello raggiunto da una particolare proteina nei batteri allorchè questi erano giunti a contatto con un organismo (nel caso specifico, una pianta).

Immagine di un’infezione delle cellule del sangue con batteri Pseudomonas aeruginosa (a sinistra) e batteri Pseudomonas aeruginosa cui sono state soppresse le proteine Rimk (a destra) (crediti: dr Lucia Grenga, John Innes Centre)

Indagando a fondo su questa proteina, Malone e il suo team hanno scoperto che si trattava di un’importante regolatore del movimento dei batteri nel corso di una infezione, sia che riguardasse una pianta che un essere umano.

Malone si è chiesto allora se questa proteina non potesse diventare un nuovo bersaglio, finora trascurato, contro cui sviluppare farmaci anti-infettivi, anzichè eliminare i batteri in modo definitivo. In tal modo, si poteva ridurre anche la probabilità che i batteri potessero evolversi e sviluppare una resistenza ai farmaci.

Malone e il suo team hanno preso quindi a studiare Pseudomonas, un tipo di batterio di cui sono presenti decine di specie diverse, concentrandosi in particolare sulla specie P. aeruginosa, che nel Regno Unito è responsabile del 7 per cento delle infezioni contratte in ospedale ed è una delle principali cause di mortalità nei pazienti affetti da fibrosi cistica.

Ai fini della ricerca, sarebbe stata importante la comprensione della risposta di questi batteri.

I ricercatori hanno scoperto che la capacità infettiva di Pseudomonas viene compromessa nella fase iniziale, quando dal batterio viene estratta una proteina chiave.

Questa proteina si chiama Rimk ed è presente in centinaia di specie di batteri, tra cui alcuni agenti patogeni umani molto importanti, pur essendo la sua funzione ancora non del tutto compresa.

Il team di Malone ha scoperto una reazione della Rimk. Quando questa viene rimossa dai batteri, questi perdono la capacità di muoversi in modo appropriato e quindi viene meno la loro capacità di produrre infezioni.

In un esperimento su una pianta, i ricercatori hanno potuto osservare che, irrorandola con batteri cui era stata soppressa la proteina, i sintomi della malattia apparivano molto più lievi.

Tuttavia è stato osservato anche che l’effetto risultava efficace solo nelle prime fasi dell’infezione. Era quindi allora che la proteina era necessaria ai batteri ed era allora che si doveva intervenire.

Gli stessi risultati sono stati ottenuti, oltre che sulle piante, con sperimentazione con agenti patogeni Pseudomonas su organismi umani, facendo quindi ipotizzare l’esistenza di un meccanismo comune per l’attività Rimk in entrambi i tipi di batteri.

Nello studio, pubblicato sulla rivista PloS Genetics, il team di Malone dimostra che la proteina Rimk controlla il modo in cui agiscono le altre proteine all’interno dei batteri. E’emerso pertanto che quando un batterio viene a crescere in un nuovo ambiente – sia questo una pianta o una cellula umana – si adatta al nuovo ambiente, cambiando la produzione di centinaia di proteine.

La proteina Rimk controlla questo cambiamento, facendo in modo che i batteri siano in grado di muoversi e prosperare nel nuovo ambiente.

Intervenendo sui batteri in laboratorio e togliendo loro la proteina Rimk, il processo non funziona correttamente e i batteri non sono più in grado di muoversi.

“Se si interrompe il processo, è difficile che prenda il via un’infezione”, afferma Malone, fiducioso che la scoperta avrà certamente un seguito nella prevenzione di infezioni sia nelle piante che negli esseri umani. “Si parla tanto della comparsa di batteri multi-resistenti. Se saremo in grado di intervenire sulla proteina che controlla l’infezione piuttosto che eliminare i batteri, questi avranno minor modo di evolversi e divenire resistenti. Questa scoperta potrebbe dare agli scienziati un nuovo bersaglio contro cui sviluppare farmaci anti-infettivi”.