Immagine: i ricercatori hanno utilizzato l’elastometria a goccia pendente per comprimere ed espandere il biofilm formato dalle cellule PASL. Crediti: Tagbo Niepa / University of Pittsburgh Swanson School of Engineering.
Se hai mai avuto un raffreddore, sai che troppo muco può essere un fastidio, ma il muco gioca un ruolo molto importante nel corpo. Il sistema respiratorio crea muco come parte del sistema immunitario, destinato a intrappolare batteri, virus e sporco, inalati in modo che possano essere rimossi prima di causare l’infezione. Tuttavia, per le persone con fibrosi cistica (FC), il muco prodotto dal loro corpo è più spesso e appiccicoso, con conseguente aumento del rischio di infezione e diminuzione della capacità di respirare nel tempo.
Una nuova ricerca condotta dalla Swanson School of Engineering dell’Università di Pittsburgh esamina le proprietà del muco dei pazienti con FC e il ruolo che svolge nella capacità di sopravvivenza di un patogeno. Le nuove informazioni potrebbero avere importanti implicazioni per il trattamento della Fibrosi cistica.
I ricercatori hanno esaminato i ceppi non mucoidi (PANT) e mucoidi (PASL) di P. aeruginosa, un comune patogeno che infetta i polmoni. P. aeruginosa si adatta all’ambiente ospite mutando da un fenotipo non mucoide (PANT) a un fenotipo mucoide (PASL). Questa mutazione in P. aeruginosa crea un film protettivo di muco attorno ai batteri formando così un biofilm più idratato e viscido nel muco.
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“Pensa alle cellule come chicchi di riso. Le cellule PANT sono come il riso basmati, mentre le cellule PASL sono come il riso per sushi: rivestite in modo tale da aderire quando vengono compresse”, ha spiegato Tagbo Niepa, assistente Professore di chimica e ingegneria petrolifera, il cui laboratorio ha condotto lo studio. Niepa ha anche incarichi nei Dipartimenti di Bioingegneria, Ingegneria Civile e Ambientale, Ingegneria Meccanica e Scienza dei Materiali. “Possiamo misurare come i farmaci sperimentali possono alterare la natura appiccicosa del rivestimento che agenti patogeni come P. aeruginosa creano al momento della mutazione“.
Questa mutazione conferisce al muco proprietà uniche che contribuiscono ad aumentare la resistenza agli antibiotici. Li protegge anche dalle cellule fagocitiche, che aiutano il sistema immunitario a eliminare le cellule morte o nocive ingerendole.
Per studiare queste proprietà, i ricercatori hanno utilizzato l’elastometria a goccia pendente per comprimere ed espandere il biofilm formato dalle cellule. Hanno anche valutato il profilo trascrizionale delle cellule per correlare la meccanica del film alla fisiologia cellulare.
“Questa è la prima volta che la tecnica dell’elastometria a goccia pendente è stata utilizzata per studiare la meccanica di queste cellule. Abbiamo dimostrato che queste tecniche possono essere utilizzate per indagare sull’efficacia dei farmaci mucolitici, farmaci che vengono utilizzati per abbattere la pellicola di muco che le cellule stanno producendo “, ha osservato Niepa. “Questa tecnica potrebbe essere potente per indagare su quegli agenti, per vedere se hanno l’effetto previsto”.
Fonte:Acta Biomaterialia
