Immagine: Lisa Craig
Lisa Craig, ricercatrice della Simon Fraser University, in collaborazione con un team internazionale, ha scoperto come il batterio Neisseria meningitidisha che causa la meningite, riesce ad attraversa la berriera emato-encefalica. Questa nuova comprensione potrebbe portare a nuove strategie per trattare l’infezione da meningococco.
La ricerca è stata pubblicata oggi, sulla rivista Nature Communications .
Craig, Prof.ssa nel Dipartimento di Biologia Molecolare e Biochimica alla SFU, in collaborazione con Subramania Kolappan e con i ricercatori dell’Istituto Necker Enfants Malades di Parigi e dell’Università della Virginia School of Medicine, ha rivelato la struttura più dettagliata fino ad oggi esistente, del ” pilus di tipo IV”. Questi pili sono lunghi, sottili filamenti che si estendono da una superficie batterica.
La ricerca ha implicazioni importanti per il batterio Neisseria meningitidis che è presente nei passaggi nasali di circa il 10 per cento degli adulti sani, ma occasionalmente sfugge ed entra nel flusso sanguigno dove i pili di tipo IV interagiscono con le molecole sulle cellule che rivestono i piccoli vasi sanguigni che forniscono ossigeno al cervello.
“Normalmente, la stretta associazione di queste cellule endoteliali impedisce ai batteri di passare attraverso le pareti dei vasi sanguigni”, dice Craig. “Questa rete di vasi sanguigni è chiamata barriera emato-encefalica”
Il legame con i pili di tipo IV sconvolge l’imballaggio stretto delle cellule endoteliali, permettendo ai batteri di scivolare tra le cellule e ottenere l’accesso allo spazio tra il cervello e le sue membrane circostanti dove i batteri inducono una risposta infiammatoria che porta ad un accumulo di fluidi. La meningite sviluppa quando i batteri penetrano la “barriera emato-encefalica.” Composta da un singolo strato di cellule endoteliali microvascolari altamente specializzate, la barriera emato-encefalica impedisce alle diverse molecole di entrare nel liquido cerebrospinale, mantenendo un ambiente biochimico ottimale per la funzione cerebrale. L’accumulo di liquido crea una pressione sul cervello con risultati che possono essere fatali.
Utilizzando la cristallografia a raggi X, microscopia crioelettronica e ricostruzione dell’immagine tridimensionale, i ricercatori hanno rivelato, per la prima volta, una struttura molecolare dettagliata del pilus di tipo IV nel batterio N.meningitidis. Lo studio offre agli scienziati la possibilità di vedere come questo batterio può legarsi e distruggere le giunzioni cellulari endoteliali al fine di violare la barriera emato-encefalica.
La struttura del pilus ha rivelato inoltre, un cambiamento conformazionale che si verifica quando le sottounità Pilin viene incorporata nel pilus.
” La ricerca ci aiuta a capire la struttura, la funzione e l’assemblaggio dei pili di tipo IV che sono presenti in molti batteri patogeni e può aiutare i ricercatori a sviluppare farmaci che interferiscono con l’interazione del batterio N. meningitidis con l’epitelio, al fine di prevenire e trattare l’infezione meningococcica”, dice Craig.
I risultati della ricerca potrebbero anche portare a terapie che aprono deliberatamente la barriera emato-encefalica per somministrare farmaci per il trattamento di malattie cerebrali non batteriche.
Fonte: Simon Fraser University
