Batteri e condizioni estreme: identificata la proteina chiave della loro resistenza

I batteri stanno diventando sempre più resitenti ma la ricerca scientifica ha identificato la proteina chiave che sta alla base.

Gli scienziati hanno scoperto una proteina che permette ai batteri di entrare in uno stato di dormienza, trasformandosi in spore sotto condizioni estreme. Questo processo, noto come sporulazione, rende i batteri praticamente indistruttibili, permettendo loro di sopravvivere in ambienti inospitali come il permafrost, le profondità oceaniche e persino lo spazio.

Questa capacità è particolarmente problematica negli ospedali, dove i superbatteri riescono a eludere i protocolli di pulizia e successivamente riprendere vita nell’intestino di pazienti vulnerabili. Uno studio pubblicato sulla rivista Genes and Development ha identificato una nuova proteina coinvolta nella sporulazione nei batteri del genere Bacillus, che include Bacillus cereus (responsabile di intossicazioni alimentari) e Bacillus anthracis (causa dell’antrace).

Il team di ricerca comprende scienziati del King’s College London, dell’Università della California San Diego, della Max Planck Unit for the Science of Pathogens di Berlino e del Mount Holyoke College negli USA. La professoressa Rivka Isaacson, coautrice dello studio, ha spiegato che la sporulazione avviene tramite divisione cellulare asimmetrica: una parte più grande della cellula, chiamata cellula madre, ingloba una parte più piccola, il forespora, fornendogli nutrienti e strati protettivi. Alla fine del processo, la cellula rilascia una spora capace di resistere per migliaia di anni.

Sebbene questo processo fosse già noto, il meccanismo esatto dietro l’interruzione del metabolismo era ancora un mistero. Gli scienziati hanno ora scoperto che una proteina precedentemente sconosciuta, chiamata MdfA, è responsabile di questo spegnimento metabolico.

Analisi della proteina

Ogni cellula possiede un sistema di riciclaggio, un proteasi, che degrada le proteine danneggiate o inutili. MdfA funge da adattatore che seleziona e recluta proteine per la degradazione. Durante la sporulazione, MdfA ordina alla cellula di eliminare gli enzimi metabolici necessari per la crescita, provocando così l’arresto del metabolismo.

Utilizzando la cristallografia a raggi X, i chimici del King’s College London hanno analizzato la struttura della proteina MdfA, scoprendo una forma molecolare completamente nuova. Inoltre, hanno osservato che quando hanno forzato le cellule a sovraesprimere MdfA, queste diventavano tossiche e si disgregavano.

Nuove strategie antimicrobiche

MdfA è specifica per alcuni batteri, ma il proteasi ClpC è presente in molte specie batteriche, suggerendo che proteine simili possano essere coinvolte nella sporulazione di altri batteri patogeni. La professoressa Isaacson ha sottolineato che questa scoperta potrebbe aprire nuove strade per il controllo delle infezioni batteriche. Comprendere meglio il meccanismo della sporulazione potrebbe portare allo sviluppo di nuove terapie antimicrobiche.

Un possibile approccio è mirare ai meccanismi di degradazione proteica per eliminare proteine specifiche, un principio simile alla PROTAC (Proteolysis-Targeting Chimeras), una nuova strategia terapeutica già utilizzata nella lotta contro il cancro. Questa scoperta rivoluzionaria offre una nuova comprensione della capacità di sopravvivenza dei batteri e potrebbe portare allo sviluppo di nuovi antibiotici in grado di contrastare le infezioni più resistenti.