Ulcera allo stomaco-Immagine Credit: Nucleic Acids Research (2024).
Uno studio condotto dal gruppo di ricerca guidato da Anna Arnqvist presso l’Università di Umeå rivela dettagli molecolari sulla capacità del patogeno gastrico Helicobacter pylori di legarsi allo stomaco infiammato e su come questa sia controllata dal pH dello stomaco. Una maggiore comprensione di come i batteri H. pylori possono causare un’infezione persistente per tutta la vita è un pezzo importante del puzzle per identificare in definitiva le caratteristiche che contribuiscono alla malattia.
Quando lo stomaco viene infettato dal patogeno gastrico Helicobacter pylori, l’infezione dura per tutta la vita se non viene trattata. L’infezione può causare ulcera peptica e cancro allo stomaco. L’ambiente all’interno dello stomaco subisce continui cambiamenti, richiedendo ai batteri di adattarsi regolando l’espressione di alcune proteine in base alle condizioni prevalenti.
Si presume comunemente che lo stomaco abbia un pH basso. Tuttavia, i livelli di pH variano in modo significativo, spaziando dall’ambiente altamente acido nel lume dello stomaco a condizioni ampiamente neutre nello strato più esterno delle cellule epiteliali dello stomaco che è protetto da uno strato di muco. È nello strato di muco o strettamente attaccato allo strato cellulare più esterno che si trova la maggior parte dei batteri H. pylori. L’espressione di molti geni è regolata in risposta al pH, facendo sì che il batterio produca quantità variabili di proteine a seconda del pH dell’ambiente circostante.
H. pylori presenta sulla sua superficie proteine di adesione, le cosiddette adesine, che vengono utilizzate per attaccarsi allo strato di muco o allo strato cellulare più esterno. La proteina SabA è una di queste adesine, che consente al batterio di aderire alla mucosa gastrica infiammata .
In questo studio, pubblicato su Nucleic Acids Research, il gruppo di ricerca di Arnqvist ha, a livello molecolare, chiarito come il pH influisce sulla produzione della proteina SabA. A pH basso, la proteina regolatrice ArsR diventa fosforilata e forma un complesso. Lo studio ha rivelato i due siti di legame del complesso ArsR ed evidenzia l’importanza della topologia del DNA per il legame dell’ArsR.
Inoltre, lo studio identifica il sito di legame primario di ArsR a cui si lega il complesso proteico ArsR per la regolazione del pH. La ricerca dimostra anche che le variazioni in una regione specifica del DNA tra diversi ceppi di H. pylori influenzano l’espressione SabA regolata dal pH.
Una sfida significativa incontrata in questo progetto è stata l‘implementazione delle modifiche genetiche nell’H. pylori. Il processo era tecnicamente impegnativo e richiedeva molto tempo a causa della complessità nell’ottenere le corrette costruzioni del DNA. Inizialmente, abbiamo tentato di affidare la progettazione a un’azienda rinomata a livello internazionale, ma dopo quattro mesi e molte prove, ci hanno restituito l’incarico incompleto.
“Navigare in tutto questo ha richiesto molta pazienza“, dice Anna Åberg, scienziata dello staff che alla fine è riuscita con le impegnative costruzioni.
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H. pylori colonizza tipicamente la parte inferiore dello stomaco, dove il pH è leggermente più alto rispetto alla parte centrale, che contiene più cellule produttrici di acido, con conseguente pH più basso. È noto da tempo che le infezioni nella parte centrale dello stomaco (corpo) rappresentano un fattore di rischio per lo sviluppo del cancro.
Una conoscenza più approfondita di come il pH influenza proprietà fondamentali, come l’adesione dell’H. pylori alla mucosa gastrica, pone le basi per una migliore comprensione di quali caratteristiche dell’H. pylori abbiano maggiori probabilità di contribuire allo sviluppo della malattia.
Fonte:Nucleic Acids Research
