L’Antibiotico Resistenza, è un fenomeno di cui si sente parlare spesso. Tuttavia, per quanto ovvio, consiste nella struttura modificata di alcuni batteri che contrastano un farmaco. Oggi, una nuova ricerca dimostra come alcuni tipi di batteri possono adattarsi all’esposizione a lungo termine degli antibiotici. Ciò gli permette di cambiare la loro forma. Il lavoro è stato pubblicato questo mese sulla rivista Nature Physics. Lo studio è a cura di Shiladitya Banerjee, assistente professore di fisica della Carnegie Mellon University.
Il processo di adattamento è un fenomeno biologico essenziale che spinge gli organismi a cambiare i loro tratti e il loro comportamento per adattarsi meglio al loro ambiente, che si tratti della famosa diversità dei fringuelli osservata dal biologo pioniere Charles Darwin o delle molte varietà di batteri con cui coesistono gli esseri umani. Mentre gli antibiotici hanno a lungo aiutato le persone a prevenire e curare le infezioni batteriche, molte specie di batteri sono state sempre più in grado di adattarsi per resistere ai trattamenti antibiotici.
La ricerca di Banerjee alla Carnegie Mellon e nella sua precedente posizione all’University College London (UCL) si è concentrata sulla meccanica e la fisica dietro vari processi cellulari; un tema comune nel suo lavoro è stato che la forma di una cellula può avere effetti importanti sulla sua riproduzione e sopravvivenza. Insieme ai ricercatori dell’Università di Chicago, ha deciso di scavare su come l’esposizione agli antibiotici influenza la crescita e le morfologie del batterio Caulobacter crescentus, un organismo modello comunemente usato.
Antibiotico Resistenza: lo studio dell’équipe UCL
“Utilizzando esperimenti con cellule singole e modellizzazione teorica, dimostriamo che i cambiamenti di forma delle cellule agiscono come una strategia di feedback; per rendere poi i batteri più adattabili a sopravvivere agli antibiotici“. Ha detto Banerjee di ciò che lui e i suoi collaboratori hanno trovato.
Quando esposti a dosi meno che letali dell’antibiotico cloramfenicolo per più generazioni, i ricercatori hanno scoperto che i batteri hanno cambiato drasticamente la loro forma diventando più larghi e più curvi.
“Questi cambiamenti di forma permettono ai batteri di superare lo stress degli antibiotici e riprendere la crescita veloce“, continua il ricercatore.
Il team è arrivato a questa conclusione sviluppando un modello teorico per mostrare come questi cambiamenti fisici permettono ai batteri di raggiungere una maggiore curvatura; ed ancora un minore rapporto superficie-volume. Questo permetterebbe a meno particelle di antibiotici di passare attraverso le loro superfici cellulari mentre crescono.
“Questa intuizione è di grande importanza per la salute umana; e probabilmente stimolerà numerosi altri studi molecolari sul ruolo della forma cellulare sulla crescita batterica e la resistenza agli antibiotici”. Conclude Banerjee.
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