Svelato un microbo ospedaliero che invade i polmoni
Orribilmente, ogni anno aprossimativamente cinque milioni di persone periscono in tutto il mondo a causa della contaminazione da microrganismi resistenti agli antibiotici. Uno di questi microrganismi pericolosi è Pseudomonas aeruginosa. I ricercatori in un laboratorio esaminano come questo batterio bypassa le linee di difesa delle vene polmonari.
Pseudomonas aeruginosa è nota per essere tra i microrganismi ospedalieri più pericolosi al mondo. Questo batterio infetta tratti respiratori e polmoni, ponendo gravi rischi per le persone con immunità compromesse. Una squadra di ricerca svizzera ha recentemente scoperto come questo batterio invade i polmoni. Hanno coltivato organoidi polmonari e osservato il progresso del batterio mentre attraversava la parete di difesa polmonare. I loro risultati sono stati pubblicati nella rivista "Nature Microbiology".
Il tratto respiratorio intero è ricoperto di una mucosa specializzata, che protegge le stratificazioni di tessuto polmonare più profonde. Questa mucosa è composta da innumerevoli cellule ciliate intervallate con cellule ghiandolari che secernono muco.
Il muco delle ghiandole ostacola microorganismi e patogeni dall'entrare nel polmone, formando una barriera quasi impenetrabile. Tuttavia, Pseudomonas aeruginosa riesce a penetrare questa barriera.
Microrganismi mortali
Questi microrganismi vengono spesso chiamati patogeni ospedalieri, e l'Istituto Robert Koch (RKI) segnala che sono tra le cause più comuni di infezioni polmonari ospedaliere, in particolare tra le persone immunodepresso e quelle in ventilazione artificiale, che corrono maggiore rischio. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) include Pseudomonas aeruginosa tra i dodici microrganismi batterici patogeni più pericolosi al mondo resistenti a più antibiotici.
Ma come questo batterio riesce a superare la barriera mucosa? Ispirazioni emergono dalle organoidi polmonari di una squadra di ricerca svizzera, coltivate da cellule stem umane e infettate con il batterio. "Abbiamo coltivato microtessuto polmonare umano che riflette il processo di infettività in un corpo umano", ha dichiarato Urs Jenal dal Biozentrum dell'Università di Basilea in un comunicato stampa. "Questi modelli polmonari hanno permesso di scoprire la strategia di infettività del batterio".
Stratagemma ingegnoso
Indeed, i batteri hanno utilizzato una stratagemma ingegnosa per penetrare la barriera di tessuto. Come detto nel studio: "Nella fase iniziale di infettività, P. aeruginosa si espande rapidamente consumando i nutrienti presenti nella strato di muco". In questa fase, solo una piccola quantità di batteri entra in contatto con la superficie del tessuto, e il tessuto rimane intatto.
"Come il processo di infettività procede, P. aeruginosa inizia ad aderire e attaccare la struttura epiteliale sottostante, forse perché il muco è consumato, risultando in un arresto di crescita per il batterio", continua il studio. Poi, i batteri hanno utilizzato le cellule ghiandolari mucose come agenti coperti. "Per mezzo di cellule ghiandolari, che rappresentano solo una piccola frazione della mucosa polmonare, i batteri possono rompere la linea di difesa e creare un'apertura", elabora Jenal.
I patogeni hanno assalito le membrane cellulari con forza immensa, forgiando il loro passaggio, moltiplicandosi e infine causando le cellule a esplodere e a morire. La morte delle cellule ha portato a fratture nella barriera, risultando in lacune, che i batteri hanno rapidamente sfruttato: Hanno colonizzato queste lacune, da cui si sono espansi più profondamente nel tessuto.
"Grazie alla sviluppo di organoidi polmonari umani, ora possediamo una maggiore comprensione di come i patogeni comportano se stessi all'interno del tessuto umano e probabilmente nei pazienti", conclude Jenal. Gli organoidi polmonari e altri organoid come il rene hanno permesso ai ricercatori di esaminare l'effetto degli antibiotici sul tessuto e, ad esempio, determinare dove e come i batteri sopravvivono durante il trattamento. Saranno vitali per il futuro sviluppo di strategie innovative e efficaci per contrastare gli agenti patogeni.
