Le regole e le strategie della guerra batterica
Il mondo batterico è pieno di aggressioni. Molti batteri, infatti, hanno sviluppato una serie di armi per attaccare altri ceppi, ad esempio usando lance molecolari avvelenate per pugnalarsi l’un l’altro, rilasciando tossine che avvelenano i nemici e, in alcuni casi kamikaze, suicidandosi per scagliare un attacco. «Un punto chiave della nostra ricerca è capire perché questi sistemi sono così spesso presenti e perché forniscono ai batteri vantaggi in termini di sopravvivenza e riproduzione», spiega Kevin Foster, titolare della cattedra di microbiologia presso la Sir William Dunn School of Pathology dell’Università di Oxford. «Abbiamo scoperto che, poiché i batteri sono spesso territoriali, può essere conveniente lottare ferocemente per i loro territori», spiega. Lo studio di queste armi è affascinante dal punto di vista evolutivo, ma potrebbe anche avere implicazioni per capire come sfruttare la competizione e le guerre batteriche per trattare le malattie in modo innovativo. Il progetto MicroWars, finanziato dall’UE, si è recato su questo campo di battaglia batterico per scoprire se è possibile usare queste armi e strategie molecolari per combattere i batteri che causano malattie mortali. «Per capire come, dobbiamo prima conoscere il funzionamento delle armi nella pratica e sapere quando sono più efficaci», spiega Foster.
Modelli della crescita dei batteri
I comportamenti dei batteri sono difficili da individuare a occhio nudo, perciò i ricercatori devono sviluppare degli indicatori indiretti per capire quali azioni svolgono questi organismi, e quando. Nel progetto MicroWars, è stata impiegata l’ingegneria genetica per far sì che i batteri si illuminassero quando usano le proprie armi. Questo metodo ha permesso di scoprire i momenti e le modalità del combattimento. Attraverso la modellazione matematica e computazionale, i ricercatori hanno valutato i comportamenti naturali insieme alle alternative, per capire perché i batteri combattono con i metodi scelti. «Un comportamento batterico sorprendente che abbiamo studiato è la reciprocità: un ceppo attacca solo se viene attaccato per primo», spiega Foster. L’équipe ha studiato l’uso di un fucile molecolare avvelenato nell’agente patogeno Pseudomonas aeruginosa, scoprendo che attendere può essere una strategia efficace se i batteri riescono a incassare il colpo per contrattaccare più duramente.
Nuove prospettive sulla lotta batterica
«La cosa più sorprendente che abbiamo imparato sulla guerra batterica è quanto i batteri siano plastici e reattivi durante il combattimento», racconta Foster, alludendo ai molti modi con cui i batteri rilevano e deducono gli attacchi in arrivo, e con cui rispondono in modo strategico per garantire il proprio successo evolutivo ed ecologico. Una delle scoperte fondamentali del progetto è che alcuni batteri sono armati così pesantemente perché, per loro, il territorio è fondamentale e lo spazio è prezioso. Tali organismi, infatti, hanno sviluppato armi a lungo e a corto raggio per contendersi lo spazio e possono combattere sia individualmente che collettivamente. «Questo offre molte più opzioni di combattimento rispetto a tanti altri animali che di solito combattono da soli», spiega Foster.
Tattiche di battaglia per combattere i patogeni intestinali
Dopo aver compreso molte delle regole della lotta batterica, ora i ricercatori stanno sviluppando ceppi utili per eliminare gli agenti patogeni nell’intestino e proteggerci da essi. È già stato scoperto che un ceppo introdotto deve avere una propria fonte di nutrimento e avere con sé un’arma sufficientemente potente. «Abbiamo dimostrato che funziona in laboratorio e ora stiamo cercando di svilupparlo per l’uso effettivo nella pratica clinica», racconta Foster.
