Ricercatori della Harvard Medical School, dell’Università della California, San Francisco e dell’Università della Georgia hanno descritto come i batteri streptococco e stafilococco producono una proteina che permette loro di aderire alle cellule umane.
La ricerca, che potrebbe facilitare lo sviluppo di nuovi antibiotici, apparirà nel numero del 6 aprile del Journal of Biological Chemistry.
Tutti i batteri hanno un sistema di secrezione standard che consente loro di esportare diversi tipi di proteine al di fuori delle loro cellule. Un’importante classe di molecole extracellulari prodotte da batteri patogeni sono le adesine, proteine che consentono ai batteri di aderire alle cellule ospiti. Per ragioni sconosciute, le adesioni SRR (serine-rich-repeat) dei batteri Staphylococcus e Streptococcus – patogeni che possono essere coinvolti in infezioni gravi come la meningite batterica, la polmonite batterica e la pericardite – vengono trasportate attraverso una via di secrezione simile al sistema standard, ma dedicata esclusivamente all’adesione.
( Vedi anche:Un antibiotico sintetizzato è in grado di trattare superbatteri).
Tom Rapoport, Professore alla Harvard Medical School che ha supervisionato il nuovo studio, voleva capire esattamente come queste catene di fornitura molecolare si comportavano.
“Mi ha incuriosito il fatto che in alcuni batteri c’è un secondo sistema di secrezione separato dal sistema di secrezione canonico che è dedicato esclusivamente alla secrezione di una proteina“, ha detto Rapoport. “C’è un intero meccanismo che sta facendo solo una cosa“.
Yu Chen, all’epoca Prof. Associato di ricerca post-dottorato nel laboratorio di Rapoport, guidò la ricerca. Scoprì che, per essere trasportata, la proteina adesina doveva essere modificata con zuccheri specifici da tre enzimi che agivano in una sequenza specifica. Queste modificazioni dello zucchero stabilizzano la proteina e ne aumentano la viscosità per l’adesione alle cellule bersaglio. Inoltre, gli esperimenti hanno mostrato che due proteine nel percorso specifico dell’adesina, la cui funzione era rimasta precedentemente misteriosa, sembravano essere in grado di legarsi a questi zuccheri, presumibilmente consentendo loro di portare l’adesione alla membrana cellulare dove si trova il canale di ingresso dedicato dell’adesina.
Lo studio della complessità del sistema di trasporto dell’adesina ha richiesto la collaborazione con gruppi di ricerca della UCSF, Harvard Medical School e con l’Università della Georgia. I membri del laboratorio di Paul Sullam all’UCSF hanno fornito la prospettiva clinica, i membri del laboratorio di Maofu Liao ad Harvard hanno caratterizzato il complesso target mediante microscopia elettronica e i membri del laboratorio di Parastoo Azadi in Georgia hanno analizzato le modifiche dello zucchero.
“È un sistema complicato perché implica la modificazione delle proteine, l’attività degli chaperon e il target delle membrane, che ci hanno posto molte sfide”, ha detto Chen. “Questo studio è un grande esempio di come la collaborazione tra i laboratori della comunità scientifica promuovono la conoscenza umana”.
La ragione per cui questi batteri utilizzano questo separato percorso di esportazione per le adesine rimane misteriosa. Ma poiché questo percorso è unico per i batteri dello streptococco e dello stafilococco, la nuova comprensione dei suoi componenti potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare antibiotici altamente mirati per trattare le infezioni causate da questi batteri, in futuro.
“Si potrebbero sviluppare nuovi antibiotici per indirizzare questo percorso”, ha detto Rapoport.
