Trucco di sopravvivenza: un agente patogeno attinge alla fonte di ferro delle cellule immunitarie
"Solo se conosciamo i trucchi degli agenti patogeni possiamo contrastarli e combattere efficacemente le infezioni"
L'organismo si protegge dagli agenti patogeni privandoli del ferro vitale. Tuttavia, questa strategia non funziona sempre con la salmonella. I ricercatori dell'Università di Basilea hanno scoperto che questi germi cercano specificamente le regioni ricche di ferro nelle cellule immunitarie e vi si moltiplicano. Le scoperte su come gli agenti patogeni minano le difese immunitarie sono importanti per combattere le infezioni.
Salmonella (giallo) in un vacuolo (blu) in una cellula di alimentazione.
Universität Basel, Biozentrum
Il nostro corpo tiene sotto controllo gli agenti patogeni privandoli di nutrienti importanti come il ferro. Il ferro è essenziale per tutti gli organismi viventi. Se i batteri non hanno abbastanza ferro a disposizione, smettono di crescere e di moltiplicarsi - sono per così dire "affamati". Gli agenti patogeni non possono diffondersi ulteriormente e l'infezione viene contenuta.
Tuttavia, non tutti gli agenti patogeni possono essere ingannati così facilmente, come hanno scoperto nei topi i ricercatori guidati dal Prof. Dr. Dirk Bumann presso il Biozentrum dell'Università di Basilea. Nel loro studio, pubblicato sulla rivista "Cell Host & Microbe", dimostrano che alcuni batteri si nascondono specificamente nelle poche cellule del corpo che contengono livelli particolarmente elevati di ferro. Indisturbati dalle difese immunitarie, gli agenti patogeni possono moltiplicarsi in queste nicchie ricche di ferro.
La carenza di ferro come strategia di difesa
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno analizzato la salmonella, nota causa della febbre tifoidea. Per eludere le difese immunitarie, i germi si annidano nei fagociti dell'organismo. Tuttavia, questi cosiddetti macrofagi si difendono dagli intrusi: rimuovono il ferro dal nascondiglio della salmonella con l'aiuto della proteina di trasporto NRAMP1. Questo tipo di privazione dei nutrienti è una strategia di difesa collaudata del nostro organismo. Ma le salmonelle hanno trovato una scappatoia.
"Siamo rimasti sorpresi dal fatto che la carenza di ferro non ha praticamente alcun effetto sull'intera popolazione di salmonelle. In realtà non c'era alcuna spiegazione per questo", dice Bumann. "Solo le nostre indagini a livello di singole cellule hanno dimostrato che una percentuale significativa di salmonelle cerca specificamente i macrofagi ricchi di ferro". In effetti, le salmonelle attaccano spesso i macrofagi della milza, che demoliscono i globuli rossi vecchi o danneggiati. Poiché i globuli rossi contengono grandi quantità di ferro, i siti di degradazione sono molto ricchi di ferro. È proprio a questa fonte di ferro che le salmonelle attingono.
I batteri utilizzano nicchie ricche di ferro
"Abbiamo scoperto due popolazioni di salmonelle nei macrofagi della milza. Un gruppo vive in aree povere di ferro e letteralmente vegeta lì", spiega Bumann. "La seconda popolazione si trova nelle vescicole, dove i globuli rossi vengono scomposti".
Anche qui la pompa NRAMP1 rimuove il ferro, che viene poi riciclato. Tuttavia, la quantità di ferro presente è estremamente elevata. "Anche se oltre il 99% del ferro viene espulso, la quantità rimanente è sufficiente per consentire agli agenti patogeni di continuare a moltiplicarsi", spiega Bumann. Sono questi batteri ben forniti a dominare il processo di infezione.
Competizione tra ospite e patogeno
Questa eterogeneità all'interno di un centro di infezione è fondamentale perché la Salmonella possa sopravvivere nell'ospite e diffondersi ulteriormente. Lo studio mostra anche la capacità di adattamento degli agenti patogeni e la loro capacità di mettere in crisi anche sofisticati meccanismi di difesa.
I risultati forniscono importanti indicazioni sulle dinamiche - la competizione - tra ospite e patogeno. "Il nostro lavoro dimostra anche quanto sia importante comprendere le infezioni a livello di singole cellule", afferma Bumann. "Solo se conosciamo i trucchi degli agenti patogeni possiamo contrastarli e combattere efficacemente le infezioni".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Altre notizie dal dipartimento scienza
