Come i patogeni passano a "pericolosi"
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Durante un'infezione, gli agenti patogeni si adattano rapidamente alle condizioni dell'organismo per sopravvivere. Un gruppo di ricercatori dell'Università di Basilea ha ora scoperto come una proteina accenda nel patogeno Leptospira il meccanismo che lo aiuta a sopravvivere nell'organismo e a causare malattie. Il lavoro fornisce indicazioni finora sconosciute su come gli agenti patogeni controllano la loro virulenza e apre nuovi punti di partenza per le terapie.
Dalla fine del secolo scorso, le malattie che passano dagli animali all'uomo, note come zoonosi, sono in aumento. La leptospirosi è una zoonosi che sta diventando sempre più comune a causa dei cambiamenti climatici. Ogni anno provoca circa un milione di casi gravi di malattia in tutto il mondo, con una stima di circa 60.000 morti. Questa malattia è un grave problema sanitario, soprattutto nelle aree con scarse risorse, ma si stanno verificando casi anche in Svizzera.
La leptospirosi è causata dal batterio Leptospira. Le persone si infettano principalmente attraverso l'acqua e il suolo contaminati. Se l'infezione non viene trattata tempestivamente con antibiotici, può portare a un'insufficienza d'organo potenzialmente letale. Quando entra nell'organismo, il patogeno attiva i cosiddetti fattori di virulenza per sopravvivere. Ciò è controllato dalla proteina LvrB: solo quando è attiva i batteri possono sviluppare il loro potenziale patogeno.
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Da inattivi ad attivi
Finora non era chiaro come LvrB venisse attivato. In uno studio recentemente pubblicato su "Nature Communications", il team guidato dal Prof. Sebastian Hiller presso il Biozentrum dell'Università di Basilea è ora riuscito a delucidare la struttura tridimensionale della proteina e la sua esatta modalità di azione.
"Ora capiamo a livello atomico come funziona questo interruttore molecolare, cioè come si accende. E, cosa ancora più importante, abbiamo scoperto un meccanismo di attivazione generale che riguarda un gran numero di altre proteine batteriche", afferma Hiller. "I nostri risultati sono importanti anche per lo sviluppo di sostanze attive. Se riuscissimo a disattivare in modo permanente LvrB, potremmo impedire al patogeno di diventare virulento, cioè pericoloso, nell'organismo".
Bloccato e inattivo
LvrB fa parte di un sistema di comunicazione che regola l'attività di centinaia di geni associati alla virulenza del patogeno, cioè alla sua capacità di causare malattie. "Nello stato off, LvrB è fissato in una forma simmetrica e quindi inattiva in cui non può attivare i fattori di virulenza", spiega Elia Agustoni, primo autore dello studio. "Questa posizione off impedisce al patogeno di produrre fattori di virulenza inutilmente, cioè quando si trova al di fuori dell'organismo".
Attivo e "pericoloso"
I segnali provenienti dall'ospite innescano una reazione a catena, in seguito alla quale LvrB viene modificato chimicamente. Questo porta a sua volta a un riarrangiamento della struttura della proteina. "LvrB cambia forma, la simmetria viene rotta, il che attiva virtualmente la proteina", spiega Agustoni. "Nello stato 'on', LvrB trasmette il segnale alla sua proteina partner, che i ricercatori sono riusciti a identificare. Insieme attivano i geni di virulenza che permettono alla Leptospira di moltiplicarsi e diffondersi nell'organismo".
Importanza per altre malattie infettive
Gli agenti che mantengono LvrB o proteine correlate in forma inattiva sono presumibilmente un approccio promettente per attenuare la virulenza dei patogeni e prevenire le infezioni. Ciò potrebbe anche ridurre il rischio di resistenza agli antibiotici.
Le scoperte sull'attivazione di LvrB vanno ben oltre la comprensione della leptospirosi. Questo meccanismo interessa un gran numero di sistemi di segnalazione simili nei batteri, compresi numerosi patogeni che infettano l'uomo, gli animali e le piante. "Sulla base dei nostri risultati, ora è possibile studiare molti processi cellulari precedentemente sconosciuti", sottolinea Hiller. "Saranno anche utilizzati per sviluppare nuovi antibiotici e prodotti agrochimici, come i pesticidi".
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
Elia Agustoni, Ariel Mechaly, Joaquín Dalla Rizza, David Beriashvili, Kristyna Pluhackova, Polina Isaikina, Felipe Trajtenberg, Thomas Müntener, Elsio A. Wunder, Albert I. Ko, Tilman Schirmer, Alejandro Buschiazzo, Sebastian Hiller; "Activation mechanism of the full-length histidine kinase LvrB from pathogenic Leptospira"; Nature Communications, 2026-4-16
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