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Comprendere la rigenerazione della parete cellulare nei batteri

Si ritiene che i batteri privi della struttura delle pareti cellulari, noti anche come forme L, abbiano un ruolo strumentale nelle infezioni recidivanti o croniche. Scienziati europei speravano di comprendere il modo in cui questi batteri riacquistano la propria capacità di sintetizzare una parete cellulare e come questa rigenerazione sia collegata a uno stato infettivo.
Comprendere la rigenerazione della parete cellulare nei batteri
La parete cellulare dei batteri è lo strato più esterno che si trova in alcuni batteri, alghe e funghi, ma non è presente nelle cellule animali. L'assenza della parete cellulare rende le forme L fortemente anomale per dimensione e forma, sensibili allo shock osmotico ma altamente resistenti agli antibiotici che agiscono sulla parete cellulare.

A un certo punto le cellule delle forme L ricostruiscono la parete cellulare, e la malattia si ripresenta nei pazienti con infezioni persistenti o ricorrenti. È stato quindi ipotizzato che bloccarne la rigenerazione potrebbe essere un modo per contrastare queste malattie. La nostra conoscenza dei meccanismi coinvolti in questa reversione è però limitata.

Il progetto REGENERATE ("Molecular biology of cell wall regeneration in L-form bacteria"), finanziato dall'UE, mirava a fornire conoscenze sulla biologia delle forme L incentrandosi sulla loro capacità di ritornare al loro stato provvisto di parete cellulare. Considerata la difficoltà di generare e diffondere le forme L, gli scienziati hanno utilizzato metodologie genetiche avanzate e ceppi mutanti precedentemente sviluppati nel laboratorio ospite. Questi strumenti hanno permesso di ottenere in modo riproducibile forme L dai ceppi di laboratorio di Bacillus subtilis.

Si ritiene che il proteoglicano (PG), principale costituente della parete cellulare, necessiti di un primer per la propria sintesi; di conseguenza i batteri completamente privi di PG propagatisi per un certo periodo di tempo non sarebbero in grado di riguadagnare la propria forma originale. Per testare questa ipotesi gli scienziati di REGENERATE hanno bloccato la sintesi di PG nei batteri L e li hanno propagati per diverse generazioni. Riattivando poi questi geni hanno osservato che le cellule delle forme L potevano riprendere la sintesi di PG e ritornare allo stato provvisto di parete cellulare, contraddicendo in tal modo la teoria del priming.

Una migliore comprensione del processo di rigenerazione della parete cellulare dovrebbe fornire importanti conoscenze sul possibile ruolo delle forme L come agenti che provocano le infezioni croniche. Attraverso una delineazione dei meccanismi implicati nella transizione dei batteri L allo stato provvisto di parete cellulare sarà possibile progettare nuove terapie antibatteriche per combattere tali infezioni.

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