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Il ruolo della comunità batterica nella dinamica evolutiva

È noto che nei batteri una serie di forze evolutive favorisce o contrasta le mutazioni. Alcuni ricercatori europei hanno cercato di capire se gli stessi criteri si applicano in ambiente naturale.
Il ruolo della comunità batterica nella dinamica evolutiva
Nelle comunità batteriche che si sviluppano in natura i batteri “mutatori” con tassi di mutazioni aumentati emergono con una frequenza molto più alta di quanto ci si aspettasse. Da un punto di vista ecologico ciò garantisce che le mutazioni vantaggiose favoriscono un più rapido adattamento batterico ad ambienti nuovi o in cambiamento. Ma allo stesso tempo questi batteri “mutatori” sono un’importante causa di gravi infezioni ospedaliere resistenti agli antibiotici.

La maggior parte degli studi ignora il fatto che negli ambienti naturali i singoli organismi vivono in comunità, sistemi complessi di interazioni interspecie che guidano i processi ecologici ed evolutivi. È quindi di importanza fondamentale comprendere come la presenza di competitori naturali influisce sui tassi di mutazioni elevati.

Per affrontare ciò il progetto EMBCC (Evolution of mutator bacteria in a community context), finanziato dall’UE, mirava a studiare il ruolo delle comunità batteriche naturali nella selezione dei tassi di mutazione. A tal fine il consorzio si è concentrato sul batterio patogeno umano Pseudomonas aeruginosa e sul suo comportamento in due ambienti differenti: il suolo e la fibrosi cistica (CF).

I ricercatori hanno inizialmente eseguito esperimenti di competizione in microcosmi di terreno per scoprire che malgrado la complessità della comunità microbica il terreno era un ambiente ostile per selezionare alti tassi di mutazione. In un modello di comunità CF artificiali la selezione e la fissazione dei mutanti di P. aeruginosa erano limitate dalla presenza della comunità microbica. Ciò indicava che la comunità microbica riduceva la disponibilità di mutazioni benefiche. Nei pazienti con CF cronica l’analisi della frequenza delle mutazioni di P. aeruginosa e della diversità della comunità microbica indicava che la frequenza dei mutanti era correlata alla prevalenza di P. aeruginosa.

In generale i risultati dello studio sottolineano per la prima volta l’importanza delle continue interazioni biologiche nelle comunità microbiche per l’emergere di batteri “mutatori”. Queste informazioni colmano la lacuna tra ecologia dei microbi e microbiologia clinica e hanno ampie ripercussioni mediche ed ecologiche.

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Keywords

Comunità microbica, batteri “mutatori”, Pseudomonas aeruginosa, fibrosi cistica