I ricercatori mostrano come i microrganismi si proteggono dai radicali liberi

Ci sono numerosi scenari differenti in cui i microrganismi sono esposti alle molecole altamente reattive conosciute come i radicali liberi. Queste molecole sono capaci di danno delle componenti importanti delle cellule e possono essere generate durante il metabolismo normale delle cellule o in risposta ai fattori ambientali. I radicali liberi giocano un ruolo significativo nell'efficacia antibiotica, lo sviluppo delle malattie ed il funzionamento normale del sistema immunitario umano. Un gruppo dei ricercatori da Charité - Universitätsmedizin Berlino ha scoperto un meccanismo precedentemente sconosciuto che permette ai microrganismi di proteggersi dai radicali liberi. I loro risultati possono contribuire a migliorare l'efficacia delle sostanze antimicrobiche. I risultati da questa ricerca sono stati pubblicati in natura.

I radicali liberi dell'ossigeno di termine si riferisce alle molecole altamente reattive dell'ossigeno che sono capaci di danno dell'intervallo delle strutture della cellula importanti quali le proteine, DNA e membrane cellulari. Mentre i radicali liberi rappresentano una forza distruttiva, è una che il corpo umano ha imparato sfruttare. Alcune celle del sistema immunitario umano producono i radicali liberi come componente della loro lotta contro i microrganismi d'invasione. I trattamenti metabolici egualmente provocano la produzione dei radicali liberi quando le celle microbiche entrate in contattano con gli antibiotici. Ciò è un fattore importante dietro la loro attività. I microrganismi hanno sviluppato i vari meccanismi per intercettare e neutralizzare queste molecole altamente reattive per deviare un attacco del sistema immunitario. Un gruppo internazionale dei ricercatori piombo da prof. il Dott. Markus Ralser, Direttore dell'istituto di Charité della biochimica, ora ha potuto indicare che i microrganismi egualmente hanno un altro, strategia difensiva precedentemente sconosciuta a loro disposizione. Rispetto ai meccanismi precedentemente documentati, questa strategia ha potuto provare particolarmente efficace.

I ricercatori hanno iniziato le loro indagini facendo uso del lievito del panettiere come l'organismo di modello, osservando che le celle di lievito accumulano le vaste quantità di lisina, una particella elementare utilizzata nella produzione delle proteine del lievito. Dopo l'assorbimento dall'ambiente, la lisina è stata memorizzata ai Livelli 70 - 100 volte più superiore a quelle necessarie per la crescita normale. Facendo uso della modellistica matematica e dell'analisi genetica per determinare lo scopo di questo “raccolto della lisina„, i ricercatori hanno scoperto che le celle di lievito usano la lisina accumulata per alterare il loro proprio metabolismo. Una delle conseguenze di questa riconfigurazione era la produzione degli importi straordinari di glutatione, una delle molecole di lavaggio radicali più importanti trovate negli organismi viventi. A seguito del raccolto della lisina, le celle di lievito sono state indicate per avere resistenza significativamente aumentata contro i radicali liberi. Ciò ha permesso loro di ripartire le quantità di radicali liberi che avrebbero provocato normalmente la morte delle cellule. I ricercatori hanno dimostrato che questo meccanismo della resistenza è usato non solo dai tipi differenti di lieviti, ma anche dai batteri.

Il nostro studio indica che i microrganismi assorbono le sostanze nutrienti dai loro dintorni non solo per permettere alla crescita, ma anche come misura precauzionale, preparare contro un attacco potenziale dai radicali liberi. Questa conoscenza ha potuto risultare utile in futuro; se riuscissimo a interrompere questo meccanismo della resistenza, potremmo potenzialmente migliorare l'efficacia delle sostanze antimicrobiche.„ Il gruppo di ricerca continuerà il suo lavoro a questo scopo in mente. “Egualmente cercheremo altri meccanismi sconosciuti della resistenza. Dopo tutto, una comprensione dei trattamenti cellulari fondamentali è un presupposto per lo sviluppo delle sostanze antimicrobiche.„

Prof. Dott. Markus Ralser, Direttore dell'istituto di Charité di biochimica

Source:
Journal reference:

Olin-Sandoval, V. et al. (2019) Lysine harvesting is an antioxidant strategy and triggers underground polyamine metabolism. Nature. doi.org/10.1038/s41586-019-1442-6.