Svelare la patogenesi dei batteri
Lo Streptococcus pneumoniae è uno dei maggiori patogeni umani, che può essere presente in quasi il 60 % della popolazione senza sintomi evidenti. Il batterio può passare a uno stato patogeno, ottenere accesso al sangue e causare meningite e polmonite. Per far ciò S. pneumonia attiva l'espressione di determinati fattori di virulenza come la pneumolisina, una tossina ben caratterizzata. Il gene ply codifica per la pneumolisina, e ha una sequenza ben conservata tra diversi isolati clinici. Ad alte concentrazioni la pneumolisina crea dei fori nella membrana cellulare e danneggia le cellule infettate, mentre a basse concentrazioni scatena infiammazione. Paradossalmente la pneumolisina è prodotta all'interno del batterio, e può raggiungere la cellula ospite solo dopo la lisi. Ciò significa che se tutti i batteri subissero la lisi, la popolazione non sarebbe in grado di propagarsi: ciò suggerisce l'esistenza di meccanismi per il rilascio controllato di pneumolisina. L'evidenza recente suggerisce che solo parte di una popolazione batterica subisce la lisi come forma di cooperazione autodistruttiva. Il progetto PNEUMO-CELL ("Regulation of pneumolysin in the human pathogen Streptococcus pneumoniae: A single cell approach"), finanziato dall'UE, ha lavorato per trovare strumenti analitici per lo studio del meccanismo di cooperazione autodistruttiva in S. pneumoniae. In questo contesto i ricercatori hanno sviluppato proteine fluorescenti, saggi di citometria a flusso e protocolli di microscopia time-lapse per visualizzare S. pneumoniae a livello di singola cellula. Hanno scoperto che la pneumolisina è prodotta da tutte le cellule all'interno di una popolazione batterica. Utilizzando la microscopia time-lapse hanno osservato che la pneumolisina aderisce alla parete cellulare e che la produzione aumenta immediatamente prima della lisi. Ciò indica che il fenomeno della cooperazione autodistruttiva potrebbe coinvolgere parzialmente la regolazione della trascrizione del gene ply. Oltre a localizzare il promotore dell'operone a cinque geni che include il gene ply, gli scienziati hanno identificato anche cinque geni probabilmente coinvolti nella regolazione trascrizionale del gene ply. Nel loro insieme i risultati del progetto PNEUMO-CELL forniscono importanti informazioni sui meccanismi molecolari che regolano la produzione della tossina pneumolisina. Comprendere il meccanismo della patogenesi dei microbi fornirà indubbiamente soluzioni per la loro efficace eradicazione.
Parole chiave
Streptococcus pneumoniae, pneumolisina, gene ply, cooperazione autodistruttiva