Combattere come i batteri per trovare alternative agli antibiotici

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23 Giugno 2020

I batteri sono sempre in guerra e sono molto aggressivi tra loro, ma comprendere il loro uso delle armi può portare ad alternative alle cure antibiotiche.

Escherichia Coli è un battere che può causare malattie, ma vive anche nel nostro intestino e ha una gamma di tossine che aiuta a mantenere in equilibrio le popolazioni dei vari batteri.

Nella foto in copertina anche se può non sembrare, c’è una battaglia mortale in corso: una cellula è appena stata colpita da una lancia avvelenata.

Si può osservare la cellula sollevarsi e morire

ha detto il professor Kevin Foster dell’Università di Oxford, Regno Unito.

A differenza degli animali, che hanno maggiori probabilità di evitare combattimenti ove possibile, i batteri possono essere molto aggressivi.

Il mondo dei batteri è pieno di conflitti.

Il prof. Foster ha iniziato la sua carriera in zoologia studiando animali come api e vespe per comprendere l’equilibrio tra cooperazione e competizione, prima di concentrarsi sul mondo microbico. Sentiva che c’era ancora molto da imparare su come i microorganismi interagiscano come comunità.

Difficilmente si pensa ai batteri in comunità, ma tradizionalmente vengono studiati come singole cellule. Quando ho iniziato a studiarli (nel 2005), le persone stavano riconoscendo che essi effettivamente trascorrono molto del loro tempo in comunità dense e diverse.

Ha detto Foster.

I batteri sono piuttosto sorprendenti. Hanno la capacità di rilevare quando vengono attaccati e contrattaccano. È affascinante che ci sia tutto questo mondo di conflitti tra microbi in corso.

MicroWars è il progetto che studia le armi dei batteri.

Il prof. Foster sta conducendo un progetto chiamato MicroWars per studiare come i batteri usino le varie armi che possiedono. Di fronte alla minaccia della crescente resistenza agli antibiotici, potremmo essere in grado di imparare molto dallo studio di come i batteri hanno sviluppato modi per uccidersi a vicenda. Essi hanno una vasta gamma di tattiche diverse: a partire dal metodo “classico” che prevede il rilascio di un antibiotico che uccida altri batteri a metodi più sofisticati che coinvolgono enzimi o altri tipi di tossine.

Sono armi che esistono da sempre, ma di cui conosciamo ancora molto poco.

Per capire meglio come i batteri sfruttino queste armi, il Prof. Foster e il suo team utilizzano un approccio multidisciplinare grazie a competenze di informatica, microbiologia e bioinformatica.

È troppo semplicistico affermare che un battere ha una tossina e un altro no e quindi quello con la tossina vincerà. Non è così. Produrre queste tossine spesso può essere molto dispendioso in termini di risorse al punto che se il battere non è molto efficiente potrebbe essere superato da chi non ce l’ha.

Ha detto il prof. Foster.

Il suo team ha sviluppato modelli computazionali per simulare la crescita e l’interazione dei batteri e hanno trasformato le loro simulazioni in un gioco per computer chiamato Gut Wars, in cui i giocatori possono far combattere tra loro batteri e conoscerne esempi del mondo reale.

Oltre alle simulazioni, il team studia batteri geneticamente modificati con marcatori fluorescenti in modo da poter visualizzare l’uso dei loro sistemi bellici in vivo.

In particolare i due sotto analisi in questo momento sono:  Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa.

Il team MicroWars sta usando una varietà di Pseudomonas geneticamente modificata che emette colori diversi a seconda delle armi che utilizza.

Le domande a cui si vuole rispondere riguardano anche il perché e come i batteri scelgano di utilizzare diverse armi a seconda delle situazioni.

Il Prof. Foster spera che in futuro, comprendere i principi alla base della competizione tra batteri possa portare a un’alternativa completamente nuova agli antibiotici.

 

 

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martedì 23 Giugno 2020 - 13:06
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