In un nuovo studio pubblicato sul Journal of Biological Chemistry (JBC), i ricercatori dell’Università di Notre Dame e dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign hanno scoperto che il batterio Pseudomonas aeruginosa, un agente patogeno che causa polmonite, sepsi e altre infezioni, comunica i segnali di pericolo all’interno di un gruppo di batteri in risposta a determinati antibiotici. Questa comunicazione è risultata variare in tutta la colonia e suggerisce che questo batterio può sviluppare comportamenti protettivi che contribuiscono alla sua capacità di tollerare alcuni antibiotici.
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“C’è una generale mancanza di comprensione su come le comunità di batteri, come l’agente patogeno P. aeruginosa, rispondono agli antibiotici”, ha detto Nydia Morales-Soto, ricercatrice senior in ingegneria civile e ambientale e scienze della terra (CEEES) presso l’Università di Notre Dame e autore principale dell’articolo. “La maggior parte di ciò che sappiamo proviene da studi sulle comunità di biofilm stazionari, mentre meno è noto sul processo in anticipo, quando i batteri si stanno colonizzando, diffondendo e crescendo. In questo studio, il nostro team di ricerca ha esaminato specificamente il comportamento dei batteri durante questo periodo e cosa può significare per la resistenza agli antibiotici“.
Il comportamento riportato è stato causato dalla tobramicina, un antibiotico comunemente usato in contesti clinici, che ha dato luogo a una doppia risposta del segnale. Poiché questo antibiotico è stato applicato a una colonia di P. aeruginosa, i batteri hanno inviato un segnale a un’area localizzata della colonia – un segnale di Pseudomonas chinoloni (PQS) che è noto verificarsi – così come un secondo segnale, a livello di comunità, noto come alchilidrossichinolina (AQNO).
Il team ha mappato la produzione di ciascuna risposta spazialmente e ha determinato che lo P. aeruginosa è in grado di produrre PQS in piccole tasche a concentrazioni significativamente più elevate di quelle registrate in precedenza.
Lo studio ha dimostrato che PQS e AQNO sono risposte regolate in modo indipendente che comunicano intenzionalmente messaggi diversi. Inoltre, questo significa che questo tipo di batterio potrebbe avere la capacità di proteggere la colonia da alcune tossine esterne durante la fase di colonizzazione.
“Sebbene la risposta AQNO identificata un comportamento dipendente dallo stress, è un messaggio chimico così nuovo che non è stato ancora definito definitivamente come un segnale, anche se, sulla base delle nostre scoperte, crediamo che lo sia“, ha detto Joshua Shrout, Professore associato del CEEES e Professore associato di scienze biologiche presso l’Università di Notre Dame e co-autore dell’articolo. “Indipendentemente da ciò, questo lavoro apre una nuova finestra per comprendere il comportamento dello P. aeruginosa e potenzialmente come questo batterio promuove la tolleranza agli antibiotici“.
Lo studio, che è stato finanziato dai National Institutes of Health, è stato in grado di identificare una risposta comportamentale batterica unica grazie al metodo di ricerca distintivo della squadra. Il gruppo ha utilizzato sia la spettroscopia Raman che la spettrometria di massa per completare un’analisi. Questo processo dettagliato è ciò che ha permesso ai ricercatori di identificare le due risposte chimiche distinte dei batteri alla tobramicina, che altrimenti potrebbero facilmente non essere rilevate. Il metodo è anche un processo unico sviluppato da questo specifico team di ricercatori.
Fonte: Notre Dame News
