Nuovi indizi sulle modalità con cui i patogeni infettano le colture
A metà del XIX secolo, un agente patogeno chiamato Phytophthora infestans ha causato la peronospora della patata, una malattia che ha provocato una carestia in Irlanda, ha generato un impatto significativo sulle forniture alimentari e ha provocato milioni di morti in tutto il mondo. Eventi di questo genere, tuttavia, non sono solamente un ricordo: alla luce dei cambiamenti climatici odierni, infatti, le principali colture sono esposte a una crescente minaccia di patologie, tanto che, secondo le stime, il 25% delle stesse vengono perdute ogni anno a causa delle infezioni. Cercando di non far ripetere la storia, i ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando al fine di capire in maniera migliore il modo in cui gli agenti patogeni infettano le colture. Una di queste iniziative è il progetto PathEVome(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE. «Sappiamo che Phytophthora introduce proteine di virulenza nelle cellule vegetali per sopprimere l’immunità dell’organismo ospitante e far insorgere la malattia», spiega Paul Birch, docente di Scienze vegetali presso l’Università di Dundee, l’ateneo che ha coordinato il progetto. «Ciò che non comprendiamo appieno è come ciò avvenga.» Avvalendoci di biologia cellulare molecolare all’avanguardia, il progetto, che è stato finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), ha seguito le vie attraverso le quali le proteine di virulenza vengono secrete da agenti patogeni come Phytophthora e le modalità attraverso cui vengono assorbite dalle cellule vegetali. «Se riusciamo a comprendere i meccanismi di distribuzione, possiamo cercare o progettare metodi volti a interrompere la distribuzione delle proteine di virulenza», aggiunge Birch. Le proteine di virulenza sono molecole specializzate prodotte da agenti patogeni (come batteri, virus, oomiceti e funghi) che consentono loro di infettare gli organismi ospitanti, eludere le difese immunitarie e causare malattie.
Quattro scoperte sul modo in cui gli agenti patogeni infettano le piante
Nel corso del progetto, i ricercatori hanno realizzato quattro importanti scoperte. Innanzitutto, hanno scoperto che le proteine di virulenza di Phytophthora rilasciate nelle cellule vegetali vengono secrete attraverso una via di uscita non convenzionale che supera il Golgi, dove le proteine solitamente vengono modificate, smistate e impacchettate per essere trasportate a destinazione. I ricercatori hanno inoltre scoperto che, a tal fine, le proteine di virulenza vengono elaborate dalle proteasi, il che consente loro di essere inviate nella via di secrezione non convenzionale. Il progetto ha anche messo alla luce il fatto che le proteine di virulenza sono impacchettate in vescicole extracellulari per il trasporto tra agente patogeno e cellule vegetali e che vengono introdotte nelle cellule vegetali tramite endocitosi. «Dato che tutte queste scoperte sono applicabili a livello generale, soprattutto ai patogeni fungini e oomiceti delle piante, potrebbero dare origine a nuovi metodi per la prevenzione delle infezioni», conclude Birch. Per contribuire a trasformare questo potenziale in realtà, i ricercatori stanno studiando metodi volti a interrompere il percorso utilizzato dagli agenti patogeni per veicolare le proteine di virulenza, compromettendo il funzionamento delle proteasi e bloccando il percorso impiegato al fine di entrare nelle cellule delle piante. Cinque dei ricercatori nelle fasi iniziali della propria carriera attivi nell’ambito del progetto sono già al lavoro per rispondere a queste domande; di questi, due hanno già creato i propri gruppi di ricerca dedicati.
