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I batteri riconoscono. Un team di ricercatori, tra cui Sam Hobbs della University of Utah Health, ha identificato il meccanismo attraverso cui i batteri rilevano un’infezione virale. Un enzima prodotto dal virus taglia una proteina presente nella cellula ospite, innescando la risposta immunitaria.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, individua un potenziale bersaglio per lo studio di strategie volte a superare le difese batteriche nell’utilizzo di virus contro infezioni resistenti agli antibiotici. I virus in questione sono i batteriofagi – o fagi – che infettano i batteri e non le cellule umane.
I batteri riconoscono: perché è importante
La loro capacità di eliminare anche microrganismi resistenti agli antibiotici li rende candidati per la fagoterapia. Tuttavia, i batteri possiedono sistemi immunitari propri in grado di ostacolare l’infezione virale: comprendere tali sistemi può contribuire allo sviluppo di fagi terapeutici capaci di aggirarli.
Lo studio si concentra su CBASS, uno dei sistemi di difesa antivirale diffusi nei batteri. Quando attivato, questo sistema può indurre la morte della cellula infetta prima che il virus possa propagarsi alle cellule circostanti. Si tratta di una risposta estrema, che sacrifica la singola cellula per proteggere quelle vicine.
Proprio a causa della sua letalità, il riconoscimento della minaccia deve essere preciso. Secondo quanto emerso dalla ricerca, una proteina batterica tagliata dal virus funge da segnale d’allarme che può portare al sacrificio della cellula infetta prima che l’infezione si diffonda.
Hobbs, primo autore dello studio e docente di biochimica, insieme ai suoi colleghi ha identificato il segnale d’allarme nell’attività di una proteasi prodotta da alcuni fagi. Le proteasi sono enzimi che tagliano altre proteine. Negli esperimenti descritti, quella virale agisce direttamente su una proteina del batterio che funge da sensore: il taglio attiva la cascata di segnalazione immunitaria.
Il batterio sfrutta quindi un’attività del virus stesso per riconoscere l’infezione. Questo meccanismo si distingue da altre difese antivirali che riconoscono direttamente il materiale genetico virale. Nel sistema studiato, l’allarme nasce invece dall’effetto di una proteina virale su una proteina dell’ospite.
Cosa cambia e quali sono gli effetti
Questa distinzione offre ai ricercatori un passaggio molecolare concreto da esaminare nella progettazione di fagi terapeutici; il possibile miglioramento delle terapie resta però una prospettiva, non un risultato clinico dello studio.
La ricerca apre anche una finestra sull’evoluzione dell’immunità antivirale. CBASS è imparentato con una via immunitaria presente negli esseri umani. I ricercatori suggeriscono che questa relazione indichi un’origine evolutiva molto antica e la conservazione di componenti della difesa contro i virus lungo miliardi di anni.
Il collegamento riguarda i sistemi molecolari coinvolti, senza implicare che batteri e cellule umane rispondano alle infezioni nello stesso modo. I batteri offrono inoltre un sistema sperimentale rapido per indagare queste risposte: i loro cicli vitali brevi consentono di studiare i processi immunitari e formulare ipotesi da verificare successivamente in modelli biologici più vicini all’uomo.
Lo studio, intitolato “Phage proteases activate CBASS antiphage immunity”, ha ricevuto sostegno da diversi programmi e fondazioni di ricerca, oltre che dal National Institute of General Medical Sciences dei National Institutes of Health statunitensi.
Fonte e approfondimento su i batteri riconoscono: articolo originale.
* Contenuto realizzato con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale.