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venerdì 7 dicembre 2012

Una nanoarma antibatterica

                             

Quale è il più piccolo strumento di attacco nel mondo biologico? Secondo un recente studio una struttura del diametro di un nanometro che alcuni virus usano come ago per attaccare i batteri. Questa famiglia di virus batteriofagi (o semplicemente fagi) è nota come φ92 ed ha come bersaglio preferito i batteri coliformi e quelli del genere salmonella.
Lo strumento usato è una struttura cava, costituita da 3 lunghe proteine interlacciate, con la quale il virus si aggancia alla membrana del batterio. La dimensione di un nanometro è veramente minima: si pensi che è pari a circa 20 volte il diametro di un atomo di elio.

                                            I fagi visti al microscopio elettronico (®C. Browning et al)


                                   gp138, la proteina che forma l'ago (®C. Browning et al)

Come mostrato nella figura il virus φ92 è costituito da una parte principale, il capside, contenente il materiale genetico, e dall'altra delle appendici su cui sono presenti questi nano-aghi.
I fagi riconosciuto il loro bersaglio attraverso specifiche combinanzioni di polisaccaridi e proteine, si attaccano alla membrana e attraverso una variazione della conformazione delle proteine dell'ago spingono l'estremità attraverso membrana, come un ago ipodermico. L'estremità dell'ago a questo punto si stacca e, come una in una bottiglia di champagne, il contenuto pressurizzato fuoriesce dal capside e si riversa nel batterio. A questo punto il materiale genetico provvederà ad amplificarsi creando nuove copie di se stesso che alla fine emergeranno dal batterio.
Se questo è già di per se interessante, ancora maggiore interesse è l'utilizzo che questi piccole armi possono avere. Un esempio su tutti il loro utilizzo (sotto forma di pyocin, cioè fagi incompleti privi di DNA) contro batteri patogeni. Una possibilità estremamente interessante nell'ambito delle problematiche attuali legate alla presenza di ceppi batterici pluri-resistenti agli antibiotici.

                                                        un batteriofago infetta un batterio

Il vantaggio delle pyocins è che sono armi a singolo colpo. Eliminano il batterio senza originare nuova progenie virale, che sebbene assolutamente innocua per le nostre cellule, potrebbe, mutando, colpire i "batteri buoni", i nostri commensali, assolutamente necessari per il benessere e le difese dell'organismo.

Nel video un esempio della modalità con cui un batteriofago infetta un batterio.

                   

Importante da sottolineare che l'approccio basato sui batteriofagi come complementari agli antibiotici non è recente. Già all'epoca dell'URSS c'erano state ricerche a riguardo (ne parlerò in futuro) successivamente abbandonate per la minore efficienza rispetto agli antibiotici standard.


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