Il video che ci mostra l’evoluzione della resistenza agli antibiotici

Una delle ragioni per cui l’evoluzione è difficile da capire (e accettare) è che le popolazioni cambiano di generazione in generazione, cioè è difficile assistere “in diretta” alla nascita di nuove forme. Certo, l’evoluzione avviene in ogni momento, e grazie agli studi genomici gli scienziati in realtà possono studiarla in dettaglio, ma spesso il nostro cervello se non vede, non crede. Ecco allora un  video che cattura l’evoluzione dell’antibiotico-resistenza, uno degli esempi più conosciuti di selezione naturale al lavoro (e uno dei nostri problemi più seri).

 

Da Hollywood al laboratorio

Ricordate Contagion? Il film del 2011 di Steven Soderbergh su una terribile pandemia è un esempio da manuale di come il cinema possa intrattenere e, allo stesso tempo, essere scientificamente accurato. In Canada la promozione del film è stata particolarmente originale: le vetrine di Toronto sono diventate giganteschi terreni di coltura. Di giorno in giorno gli incuriositi passanti assistevano alla crescita di funghi e batteri che, inoculati ad arte sulla superficie, rivelano il titolo del film.

Questa geniale idea di marketing ha ispirato il Professor Roy Kishony (Technion-Israel Institute of Technology/Harvard Medical School) a realizzare un innovativo esperimento per l’antibiotico resistenza recentemente pubblicato sulla rivista Science.

Invece di far crescere i batteri (Escherichia coli) nelle classiche piastre Petri, Kishoni e colleghi hanno realizzato una versione extralarge: 120 per 60 cm, capace di contenere ben 14 litri di agar, la gelatina usata per coltivare questi microorganismi. I ricercatori hanno battezzato questo strumento MEGA (Microbial Evolution and Growth Arena), e il nome non potrebbe essere più appropriato. MEGA è infatti suddivisa in 9 sezioni: nelle due più esterne si trova solo del normale terreno di coltura, ma spostandosi verso il centro i batteri incontrano un antibiotico, e continuando a spostarsi verso il centro la concentrazione aumenta di dieci volte rispetto alla sezione adiacente. La sezione centrale contiene quindi un antibiotico a una concentrazione 1000 volte superiore a quella di partenza.

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(Immagine: Michael Baym et al., Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes, Science, 2016)

In questo modo quando i mutanti riescono a invadere un nuovo livello dell’arena, i ricercatori possono facilmente prelevarli e studiarli, tenendo traccia dei progressi dei diversi ceppi. Inoltre grazie a MEGA è possibile anche osservare anche come, e a che velocità, i batteri si espandono: non si tratta di uno scenario naturale, ma di certo è più realistico e versatile delle classiche piastre.

 

Lo spettacolo dell’evoluzione

Lavorando a una scala più ampia diventa anche relativamente semplice filmare quello che accade. Come spiegato nel video, bastano 11 giorni ai batteri per riuscire a raggiungere il centro dell’arena. Una volta emersi i primi mutanti resistenti, l’adattamento a concentrazioni maggiori procede molto più velocemente. Grazie a MEGA i ricercatori hanno anche toccato con mano il ruolo del caso nell’evoluzione: il “fronte”, infatti, non è necessariamente portato avanti dai batteri più adatti presenti nell’arena. Mutanti molto resistenti all’antibiotico possono apparire anche nelle retrovie ma, isolati dal fronte non possono contribuire allo sviluppo delle popolazioni presenti sulla frontiera, che invece possono avere una resistenza minore ma comunque sufficiente a procedere.

L’antibiotico-resistenza dei batteri sta diventando un problema sempre più serio, e questa piastra Petri formato gigante potrebbe facilitarne lo studio, ma secondo gli autori è possibile usare lo stesso approccio per mettere alla prova altri organismi. Inoltre, data la sua relativa semplicità, MEGA potrebbe diventare uno strumento per l’insegnamento e un’opportunità per la divulgazione.

 

Immagine in apertura: geralt via Pixabay

Immagine box: grab via Youtube

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