Relazione simbiotica fra batterio e virus inganna i fagociti

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L’alleanza fra virus e batteri che distrae il sistema immunitario. Il batterio P. aeruginosa, responsabile di molte infezioni negli ospedali, inganna il sistema immunitario usando un virus per attirarlo lontano da sé. La scoperta potrebbe spiegare perché il nostro corpo tollera la presenza di alcuni microbi.

Un batterio responsabile del 10 per cento circa delle infezioni contratte in ospedale negli Stati Uniti sfrutta un virus per indurre il sistema immunitario a ignorarlo.

Il virus, noto come fago, infetta il batterio Pseudomonas aeruginosa, che spesso resiste alla terapia antibiotica. Il fago – riferiscono i ricercatori su “Science” – induce il sistema immunitario a inseguirlo, ignorando invece il microrganismo. Il batterio e il fago, chiamato Pf, esistono in una relazione simbiotica che gli scienziati sospettano sia più diffusa nel mondo microbico di quanto si creda. La scoperta potrebbe aiutare a spiegare perché il sistema immunitario tolleri batteri utili, come quelli nell’intestino, e portare a migliori terapie contro le infezioni.

Anche se alcuni fagi uccidono i loro ospiti batterici, altri prosperano al loro interno senza ucciderli. I ricercatori hanno sospettato a lungo che questa coesistenza indichi che i batteri si avvantaggino in qualche modo della presenza dei virus.

False-colour scanning electron micrograph SEM of a cluster of Pseudomonas aeruginosa bacteria They are Gram-negative and rod-shaped This species of ...
Microfotografia elettronica di una colonia di Pseudomonas aeruginosa (© Science Photo Library / AGF)

Ferite aperte
Per studiare se i fagi influiscono sul modo in cui i batteri interagiscono con i loro ospiti, l’immunologo Paul Bollyky della Stanford University, ha raccolto tamponi dalle ferite croniche (per esempio, ustioni infette) di 111 persone. Di queste, 37 ferite erano state infettate da P. aeruginosa.

I ricercatori hanno scoperto che nel 68 per cento delle infezioni da P. aeruginosa era presente il virus Pf. Quando Bollyky e colleghi hanno trasferito i batteri infettati dal fago in ferite aperte sui topi, hanno scoperto che per scatenare un’infezione bastavano meno batteri e che i roditori avevano maggiori probabilità di morire rispetto a quando il trasferimento avveniva con P. aeruginosa senza Pf.

La presenza dei batteri attirava le cellule immunitarie chiamate fagociti, che inglobano e distruggono i batteri ma evitano i virus. Tuttavia, quando i fagociti attaccavano le ferite infettate da P. aeruginosa e Pf, poi si allontanavano dalla zona abbastanza presto, dopo aver distrutto solo pochi batteri. Nel frattempo, i fagociti che avevano ingerito i batteri infetti rilasciavano segnali che attirano in loco cellule immunitarie che attaccano esclusivamente i virus.

Vaccinando i topi contro Pf prima di infettarli con la combinazione batterio-virus, il team è riuscito a ridurre le infezioni indotte da P. aeruginosa.

Microfotografia elettronica di un gruppo di batteriofagi Pf. (Cortesia University of Montana)
Microfotografia elettronica di un gruppo di batteriofagi Pf. (Cortesia University of Montana)

Nuovi obiettivi
I ricercatori pensano che i fagi imitino i virus umani producendo RNA a doppio filamento, che innesca l’attacco del sistema immunitario. Secondo Bollyky, meccanismi simili potrebbero in parte spiegare perché il sistema immunitario tolleri batteri normali e utili che vivono nel nostro corpo.

“È un articolo rivoluzionario”, dice Andrzej Górski, batteriologo all’Accademia polacca delle scienze a Breslavia. Altre ricerche avevano indicato che i fagi influenzano l’infiammazione e che potrebbero avere un ruolo nella prevenzione delle allergie, ma Górski dice che questo articolo è il primo a mostrare in che modo i fagi danneggiano la salute umana. Questi virus non si limitano a distruggere i batteri, possono anche influenzare il sistema immunitario di una persona, nel bene o nel male, dice Górski.

Breck Duerkop, microbiologo all’Università del Colorado ad Aurora, definisce la scoperta “stupefacente”. Dice che i ricercatori ora saranno costretti a pensare in modo più aperto al microbioma, il complesso dei batteri nel corpo umano. “Penso che aggiunga alle interazioni ospite-microbioma un livello di complessità finora ampiamente trascurato”.

Per il momento, Bollyky e il suo gruppo stanno lavorando agli aspetti clinici più immediati della scoperta. Hanno brevettato il vaccino Pf e lo stanno testando su suini con ustioni o ferite cutanee.

I ricercatori stanno studiando Pf come se si trattasse di un virus umano, come l’influenza o l’epatite, spiega Bollyky. Vogliono decifrare in che modo Pf interagisce con il corpo e scoprire se prenderlo di mira permette di curare meglio le infezioni. Ma Bollyky spera che altri gruppi inizino a cercare ulteriori coppie batterio-virus che funzionano in modo simile.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Nature” il 28 marzo 2019. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)

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