Virus e batteri uniti per aumentare la farmacoresistenza

La resistenza ai farmaci sta diventando un fenomeno sempre più diffuso. Si parla prevalentemente di resistenza agli antibiotici, poiché i batteri patogeni diventano sempre più competenti per sopravvivere alla terapia farmacologica.

Batteri e batteriofagi

In natura i batteri hanno degli avversari naturali che sono rappresentati dai batteriofagi. Si tratta di virus che sono capaci di infettare il batterio usandolo come ospite per riprodursi. L’infezione provoca però la morte del batterio a causa della eccessiva produzione di materiale virale.

Il batteriofago prende contatto con la membrana del batterio per inoculare l’acido nucleico ed eventuali proteine contenute nel capside. Il DNA o RNA può avere principalmente due destini:

Un primo metodo viene detto ciclo lisogeno, cioè, il virus, posticipa la riproduzione, inserendo il proprio acido nucleico nel genoma della cellula ospite. In questo caso il batterio infettato non va incontro a lisi e ospita, invece, l’acido nucleico virale nel proprio genoma. I batteri che ospitano particelle virali non litiche sono detti batteri lisogeni e i virus vengono definiti temperati. Nei batteri lisogeni il DNA fagico si integra nel cromosoma batterico. Il virus così integrato è un’entità non infettiva e viene denominato profago. Il profago può rimanere inattivo all’interno del genoma batterico per molti cicli di divisione cellulare. Però, a volte, un batterio lisogeno può essere indotto ad attivare il proprio profago. Tale attivazione dà origine a un ciclo litico, in cui il profago abbandona il cromosoma batterico e produce nuove particelle virali. L’induzione può essere legata ad uno stress esterno come per esempio un ambiente che danneggia l’integrità del batterio stesso.

Un secondo metodo viene definito ciclo litico, cioè si riproduce immediatamente, uccidendo la cellula ospite che va incontro a lisi (si rompe), liberando la progenie del fago. Un virus che si riproduce esclusivamente attraverso il ciclo litico viene definito virulento. Dopo che un virus virulento si è legato a un batterio e vi ha iniettato il proprio acido nucleico, quest’ultimo assume il controllo dell’attività metabolica dell’ospite. Il batterio esploderà poiché sarà completamente indotto a produrre le proteine del capside.

I batteri diventano resistenti

Da diversi anni, la preoccupazione per la batterio-resistenza sta crescendo esponenzialmente a causa dei diversi decessi causati proprio da infezioni, che non vengono risolte da convenzionale terapia antibiotica.

La resistenza viene acquisita attraverso vari metodi. Può essere legata ad una mutazione casuale in qualche gene batterico; è possibile che il batterio integri DNA presente nell’ambiente circostante, per esempio plasmidi di altre specie batteriche. Un terzo caso può essere l’inserimento nei batteriofagi di frammenti di DNA batterico dopo la sua lisi. Tuttavia, quest’ultimo caso è sempre stato considerato raro e poco probabile.

Una interessante scoperta, che è stata fatta da un gruppo di ricercatori della National University of Singapore e dell’Università di Glasgow, mostra invece la possibile relazione fra batterio e batteriofago.

Cosa hanno scoperti i ricercatori ?

Studiando il fenomeno della resistenza agli antibiotici in Staphylococcus aureus, i ricercatori hanno scoperto che spesso i fagi si riproducono secondo una modalità che porta alla così detta trasduzione laterale. Accade che l’apparato cellulare di copiatura del DNA non si ferma al termine della sequenza virale di DNA, ma prosegue copiando anche parte del DNA batterico, fino ai limiti di capienza del capside. In questo modo i nuovi batteriofagi possono contenere anche parti significative del genoma batterico (anche diverse chilobasi), eventualmente con interi geni che verranno così trasferiti ad altri batteri.

L’importanza di questa scoperta è relativa al fatto che i geni per la virulenza e la resistenza agli antibiotici dei batteri sono situati vicino ai siti di inserimento e di escissione del virus, e questo può contribuire alla rapida trasmissione della resistenza ai farmaci.

Fonte: Genome hypermobility by lateral transduction