Batteri che usano fagi come armi

I (batterio)fagi sono i virus dei batteri. Si comportano esattamente come virus: non riescono a riprodursi autonomamente, ma lo fanno a spese di cellule, in questo caso batteriche, che infettano e sfruttano per replicarsi.
Sono molto ben studiati fin dalla loro scoperta nel 1915 ad opera di Frederick William Twort, in quanto la più semplice forma di “quasi vita”. Normalmente sono formati da DNA inserito dentro un macchinario proteico che ha lo scopo di iniettare il DNA nel batterio vittima (immagine di testa).
Dallo studio dei fagi come modello sperimentale per i fondamentali processi biologici, estremamente semplice da osservare e modificare, intorno alla metà del ‘900 è nata la biologia molecolare. Mi riferisco al Gruppo del Fago. Vi hanno in qualche modo fatto parte ricercatori che hanno rivoluzionato la biologia, come Max Delbrück, Salvador Luria, Alfred Hershey, Seymour Benzer, Gunther Stent, James D. Watson, Franklin Stahl, e Renato Dulbecco, quasi tutti premi Nobel (non mi spiego come mai personaggi come Stahl non l’abbiano ricevuto).

I fagi hanno subìto un calo drastico di interesse nei decenni scorsi, quando la ricerca si è spostata su modelli più complessi, per ovvi motivi medico/farmacologici. Recentemente però sono tornati in auge. Perché abbiamo un problema. Siamo abbastanza disperati in realtà. Ma non ditelo in giro che si semina il panico. Gli antibiotici con cui ammazziamo i batteri non funzionano più. E la velocità di insorgenza delle resistenze nei batteri è maggiore della velocità con cui scopriamo nuove molecole antibiotiche. Stiamo sconfiggendo il cancro e intanto i batteri sconfiggono noi. In questo scenario si cercano nuove strategie. Non ce ne sono. Si ravana nel passato e qualcuno ha avuto la non tanto brillante idea si usare i fagi come arma (phage therapy, meanwhile in Soviet Russia 100 years ago…). I fagi naturalmente uccidono i batteri, alcuni li fanno proprio esplodere per liberare migliaia di nuovi fagi. Fanno delle stragi proprio. Quando usi i fagi in lab crei “tappeti” di batteri nella piastra, si vede tipo uno strato di 1 mm di film uniforme di batteri bianchiccio. Dove 1 fago infetta crea una placca fagica, cioè un “buco” trasparente di batteri lisati (=esplosi) nel tappeto, del diametro di qualche mm. Che nel mondo batterico è una strage di svariati milamiliardi di batteri.
Mostra Approfondimento ∨

Ma non è così semplice, i batteri sviluppano resistenze ai fagi con ancora più estrema facilità. Quindi la vedo molto dura. Poi cosa diranno i complottisti se nell’antibiotico ci metti dei virus? Improponibile al momento.

Intanto però si portano avanti diversi studi per vedere che impatto hanno i fagi all’interno di complesse comunità batteriche. Uno di questi studi, condotto da Breck A. Duerkop e colleghi dell’Università del Texas e appena pubblicato su PNAS, ha focalizzato l’attenzione su un particolare ceppo del batterio Enterococcus faecalis, il V583, che produce il fago composito ϕV1/7. Enterococcus faecalis (immagine sotto) è uno dei miliardi di batteri innocui, anzi benefici, che popolano il nostro intestino. Diventa pericoloso solo se infetta il sangue, causando infezioni ospedaliere in soggetti immunodepressi.
Mostra Approfondimento ∨

Il fago ϕV1/7 è composto da due profagi ϕV1 e ϕV7 localizzati in punti distinti del genoma batterico ed espressi in risposta a determinati stimoli ambientali, come la disponibilità di nutrienti (ad es. amminoacidi liberi). Ma la parte affascinante della ricerca è la dimostrazione indiretta che E. faecalis V583 sembra usare il fago come un’arma, per sterminare gli altri ceppi di E. faecalis e ridurre la concorrenza. E la dimostrazione proviene sia da esperimenti in vitro (in coltura) che in vivo (inoculato nell’intestino di topi germ-free).

Questo studio suggerisce che bisogna tenere in considerazione l’impatto che possono avere i fagi nella pressione selettiva su popolazioni batteriche complesse, nonché la possibilità che i fagi vengano sfruttati come “armi” da certi ceppi batterici nella guerra per le risorse.
Oltre al fatto che i fagi sono fighi e ci possiamo produrre pure le batterie (vedi qui e quo).

Per chi non ha la fortuna di poter giocare coi fagi in lab c’è uno stupido giochino qui. :D

Fonte: phys.org

Aree Tematiche
Natura Scienze
Tag
martedì 16 ottobre 2012 - 21:59
Edit

Lega Nerd Podcast

Lega Nerd Live

LN Panic Mode - Premi "P" per tornare a Lega Nerd