Le esatte risposte batteriche agli antibiotici
I batteri regolano l’espressione genica in reazione allo stress da antibiotico. Il progetto OPRA, finanziato dall’UE, ha cercato di capire se esista una variabilità tra cellule in relazione alle risposte dinamiche e se esse siano attrezzate per aumentare la sopravvivenza. Data la grande rilevanza per la progettazione di antibiotici, hanno anche osservato la tempistica del dosaggio antimicrobico per ottenere la massima inibizione alla crescita e la morte. Utilizzando l’Escherichia coli, i ricercatori hanno misurato la risposta regolatoria genica globale all’improvvisa aggiunta di antibiotici tetraciclina e cloramfenicolo (inibitori della traslazione). L’analisi dei dati ha rivelato che geni diversi rispondono in scale temporali molto diverse, che variano da minuti a ore. Hanno identificato una chiara gerarchia temporale in cui determinati geni rispondono alla sollecitazione quasi immediatamente, mentre altri reagiscono con molto ritardo. Risulta particolarmente interessante la presenza di due modalità di risposta predominanti: una che genera livelli di espressione permanente e l’altra che determina un aumento rapido, simile a impulsi, e un rapido ritorno al livello originario. L’analisi di arricchimento di ontologia genica ha evidenziato che molti geni che presentano un comportamento a impulsi sono implicati nella risposta alla risposta allo stress acido. Pertanto, i risultati indicano che le diminuzioni di pH endocellulare a seguito di antibiotici potrebbero fungere da attivatore di risposte a stress globali. I dati OPRA hanno buone probabilità di fornire ai ricercatori un quadro della regolazione genica batterica e delle alterazioni fisiologiche in risposta allo stress da antibiotico. Inoltre, i risultati consentiranno di predire strategie di trattamento ottimizzate, per evitare risposte di difesa batterica. La quantificazione di parametri efficaci che caratterizzano la regolazione genica durante il trattamento antibiotico ha chiarito meglio come i batteri si adattino agli antibiotici. Spesso i ricercatori presumono che i microbi reagiscano ai cambiamenti in modo quasi ottimale. I risultati del progetto sfidano tale idea e hanno fornito un quadro quantitativo di base dell’ottimizzazione della regolazione genica batterica in risposta agli antibiotici.
Parole chiave
Batterico, antibiotici, tempistica, stress da antibiotico, OPRA
