I batteri trattati con antibiotici producono due distinte tipologie di segnali chimici, che li aiutano a comunicare con gli altri membri della colonia e a proteggersi dai farmaci. Il comportamento dei microorganismi è alla base dell'antibiotico resistenza, una vera e propria emergenza sanitaria mondiale che nel 2050 potrebbe uccidere una persona ogni tre secondi (circa 10 milioni all'anno, più del cancro). A scoprire questo meccanismo un team di scienziati dell'Università di Notre Dame (Stati Uniti d'america) in collaborazione con i colleghi dell'Università dell'Illinois di Urbana-Champaign.

Gli studiosi, coordinati dal professor Nydia Morales-Soto, docente di Ingegneria civile e ambientale e Scienze della Terra presso l'ateneo dell'Indiana, hanno intercettato questo metodo di comunicazione studiando colonie in formazione di Pseudomonas aeruginosa, un batterio ubiquitario e patogeno occasionale per l'uomo; può essere responsabile di polmonite, infezioni della pelle e sepsi, producendo un caratteristico colore blu nel pus delle ferite. Il dettaglio delle colonie in accrescimento è particolarmente interessante, poiché sino ad oggi segnali simili erano stati rilevati in biofilm di colonie stazionarie. Le informazioni raccolte sono dunque molto preziose nel contrasto all'antibiotico resistenza.

Ma come comunicano i batteri? Morales-Soto e colleghi, sottoponendo le colonie all'antibiotico tobramicina, hanno rilevato un segnale di risposta destinato all'area localizzata dal contatto con la sostanza e uno generale per tutti gli altri batteri. Il primo dei due è conosciuto col nome di Pseudomonas quinolone signal (PQS) – prodotto in concentrazioni maggiori di quelle attese -, mentre il secondo è l'alkyl hydroxyquinoline (AQNO). Gli scienziati hanno scoperto che i due segnali vengono regolati in modo indipendente; ciò potrebbe offrire una maggiore protezione dalle tossine. “Sebbene la risposta AQNO identificata nello studio sia un comportamento dipendente dallo stress, è un messaggio chimico così nuovo che non è stato ancora classificato definitivamente come un segnale, anche se, sulla base delle nostre scoperte, crediamo che lo sia”, ha sottolineato il coautore dello studio Joshua Shrout.

I ricercatori, che hanno pubblicato i risultati dell'indagine sulla rivista scientifica Journal of Biological Chemistry (JBC), per intercettare la produzione dei due segnali chimici hanno utilizzato una tecnica innovativa per ottenere immagini ad altissima risoluzione, nelle quali hanno analizzato centinaia di migliaia di pixel.

[Credit: Janice Haney Carr]