Nella continua lotta contro le malattie infettive, comprendere i complessi meccanismi del comportamento batterico è fondamentale. La maggior parte dei batteri patogeni possiede una notevole capacità di moltiplicarsi rapidamente, avviando l’insorgenza di malattie nel giro di pochi minuti. Tuttavia, altrettanto minacciosa è la loro capacità di entrare in uno stato di riposo, sfuggendo così agli antibiotici e contribuendo alle infezioni croniche. Per gettare luce su questo fenomeno, uno recente studio, pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences e intitolato “Polyphosphate affects cytoplasmic and chromosomal dynamics in nitrogen-starved Pseudomonas aeruginosa,” approfondisce il ruolo dei polifosfati (poliP) nella regolazione della dinamica batterica, in particolare durante i periodi di deprivazione nutritiva.
Batteri in Fase di Crescita Lenta e di Non Crescita
Lisa Racki, professore associato nel Dipartimento di Biologia Strutturale e Computazionale Integrativa presso la Scripps Research e autrice senior dello studio, sottolinea la necessità di nuove strategie mirate alle fasi di crescita lenta e di non crescita nei batteri. La professoressa afferma: “Molti antibiotici bloccano la crescita batterica, ma i batteri trascorrono molto tempo senza crescere. Abbiamo davvero bisogno di strategie nuove e creative per colpire le loro fasi di crescita lenta e di non crescita“.
Ruolo del poliP
Lo studio, condotto da Racki e i suoi collaboratori, si concentra su Pseudomonas aeruginosa, un noto patogeno conosciuto per causare polmonite, infezioni del sangue e altre infezioni persistenti. Uno dei motivi per cui Pseudomonas aeruginosa è difficile da trattare è perché produce dei biofilm che uniscono strettamente le comunità di batteri, la maggior parte dei quali in stato di riposo, dove risultano essere difficili da raggiungere per gli antibiotici.
Quando il batterio viene privato dell’azoto, un nutriente chiave per la crescita batterica, esso inizia a produrre poliP. I ricercatori hanno scoperto che i mutanti incapaci di produrre poliP non possono entrare nella fase di riposo. Racki descrive i loro risultati, affermando: “Quello che abbiamo scoperto è che quando elimini i poliP tutto all’interno della cellula si muove troppo. Le cellule fanno festa quando invece dovrebbero prendersi una pausa“.
Implicazioni dello Studio per il Trattamento delle Infezioni Batteriche
In altre parole, lo studio rivela che i poliP svolge un ruolo cruciale nel facilitare la transizione batterica in uno stato di riposo. In condizioni di carenza di azoto, P. aeruginosa priva di poliP mostra una maggiore mobilità citoplasmatica, cosa che porta all’iperattività cellulare e alla compromessa capacità di entrare in uno stato di quiescenza. Questo comportamento aberrante sottolinea l’importanza dei poliP nell’elaborare le risposte batteriche ai segnali ambientali.
Inoltre, i ricercatori osservano che i poliP influiscono sulla suddivisione dei componenti cellulari, distinti in una popolazione “più mobile” e “meno mobile” all’interno della cellula. L’assenza di poliP comporta un aumento della mobilità delle piccole particelle all’interno del citoplasma, in un’omeostasi cellulare che risulta compromessa.
Le implicazioni di questi risultati vanno oltre la comprensione della fisiologia batterica. Racki sottolinea: “Questo non solo aiuta a indicare possibili direzioni per il trattamento dei batteri patogeni, ma fornisce anche risposte a domande fondamentali su come si diffondano le cose all’interno di una cellula batterica“.
Guardando in avanti, Racki e il suo team puntano a svelare i meccanismi tramite i quali i poliP influiscono sulla fisiologia batterica. Definendo meglio le vie molecolari coinvolte, gli scienziati sperano di identificare nuovi target per combattere le infezioni batteriche, in particolare quelli associate alla formazione di biofilm e alla resistenza agli antibiotici.
