Modificando la loro forma, alcuni batteri possono diventare più resistenti agli antibiotici

Una nuova ricerca condotta dall’assistente professore di fisica della Carnegie Mellon University, Shiladitya Banerjee, dimostra come alcuni tipi di batteri possano adattarsi all’esposizione a lungo termine agli antibiotici, mutando la loro forma. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics.

L’adattamento dei batteri è un processo biologico fondamentale che spinge gli organismi a modificare le loro caratteristiche e i loro comportamenti per adattarsi meglio al loro ambiente, sia che si tratti della famosa diversità di fringuelli, osservata dal biologo pioniere Charles Darwin, sia che si tratti delle molte varietà di batteri con cui gli esseri umani coesistono. Mentre gli antibiotici hanno a lungo aiutato le persone a prevenire e curare le infezioni batteriche, molte specie di batteri sono riuscite sempre di più ad adattarsi per resistere ai trattamenti antibiotici.

La ricerca di Banerjee alla Carnegie Mellon e presso l‘University College London (UCL), si è concentrata sulla meccanica e la fisica alla base di vari processi cellulari. Un tema importante in questo studio, è stato che la forma di una cellula può avere effetti importanti sulla sua riproduzione e, di conseguenza, sulla sua sopravvivenza. Insieme ai ricercatori dell’Università di Chicago, Banerjee ha deciso di indagare su come l’esposizione agli antibiotici influisca sulla crescita e sulla morfologia del batterio Caulobacter crescentus, un organismo modello comunemente usato.

“Utilizzando esperimenti unicellulari e modelli teorici, possiamo dimostrare che i cambiamenti nella forma delle cellule agiscono come una “strategia di feedback” per rendere i batteri più adattabili agli antibiotici sopravvissuti“, ha dichiarato Banerjee, a proposito di ciò che lui, insieme al suo team, è riuscito a scoprire.

I ricercatori hanno scoperto che i batteri esposti a dosi meno letali dell’antibiotico cloramfenicolo per più generazioni, hanno cambiato radicalmente la loro forma diventando più larghi e più curvi.

“Questi cambiamenti di forma consentono ai batteri di superare lo stress degli antibiotici e riprendere la crescita rapida“, ha dichiarato Banerjee. I ricercatori sono giunti a questa conclusione, sviluppando un modello teorico per mostrare come questi cambiamenti fisici consentano ai batteri di ottenere una curvatura più elevata e un rapporto superficie-volume inferiore. Questo consente a meno particelle di antibiotico di passare attraverso le loro superfici cellulari mentre crescono.

“Questa intuizione è di grande importanza per la salute umana, e probabilmente stimolerà numerosi ulteriori studi molecolari sul ruolo della forma cellulare, sulla crescita batterica e sulla resistenza agli antibiotici“, ha affermato Banerjee.

Tra gli autori dello studio vi sono stati: Aaron R. Dinner, Klevin Lo e Norbert F. Scherer dell’Università di Chicago; Nikola Ojkic e Roisin Stephens, precedenti membri del gruppo di ricerca di Banerjee presso l’UCL.

Fonte: https://phys.org/news/2021-01-bacteria-resilient-antibiotics.html