Amici virus

Un nuovo studio mostra oggi un nuovo, sorprendente ruolo del muco nella difesa delle mucose: al suo interno albergano non solo batteri, ma anche batteriofagi che, uccidendo specie batteriche pericolose per l’uomo, metterebbero in atto una potente azione di difesa immunitaria fino a d ora ignorata.

Per quanto il suo aspetto sia decisamente poco attraente, il muco svolge un ruolo fondamentale nella protezione dei tessuti, opponendosi all’ingresso di patogeni. Come se ciò non bastasse, all’interno dello strato gelatinoso del muco trovano dimora i microrganismi che costituiscono il miocrobiota, facendo così del muco una delle zone chiave di interazione tra tessuti umani e flora batterica. Un recente studio mostra oggi un nuovo, sorprendente ruolo del muco nella difesa delle mucose: al suo interno albergano non solo batteri, ma anche batteriofagi che, uccidendo specie batteriche pericolose per l’uomo, metterebbero in atto una potente azione di difesa immunitaria fino ad ora ignorata.

 

Fotografia al microscopio elettronico di fagi (Immagine: Wikimedia Commons)

Alla scoperta dei virus buoni
Dal momento della nascita, il nostro organismo instaura una continua interazione con i microrganismi presenti nell’ambiente: alcuni di questi sono patogeni pericolosi, verso i quali il sistema immunitario mette in atto complesse risposte difensive. Altri batteri sono invece benefici e, come i microrganismi della flora batterica, instaurano fin dalle prime settimane di vita un rapporto simbiotico che è fondamentale per il corretto funzionamento di molti tessuti. Secondo lo studio pubblicato da ricercatori della San Diego State University (SDSU), la stessa distinzione potrebbe ora applicarsi ai virus: da sempre visti esclusivamente come portatori di malattie dannose per l’uomo (o, al massimo, innocui), anche i virus potrebbero avere un insospettabile ruolo benefico. Il caso specifico riguarda i batteriofagi, virus innocui per le cellule eucariotiche (e quindi anche umane) e che dirigono la loro azione infettiva verso i batteri. Molti di questi fagi sono stati rinvenuti all’interno dello strato di muco che protegge le mucose umane e, secondo quanto riportato nello studio apparso su PNAS, sembrerebbero giocare un  ruolo chiave nel modulare le prime risposte di difesa verso patogeni.


Ritrovarsi invischiati: batteri, ma non solo

Il muco rappresenta una delle prime linee di difesa su cui l’organismo fa affidamento per proteggersi dall’invasione di patogeni. Soprattutto a livello delle mucose della bocca, del naso o del tartto digerente, dove i tessuti non sono protetti da uno strato di cute, il muco svolge un ruolo protettivo fondamentale, creando una vera e propria barriera che va ad imbrigliare qualsiasi patogeno tenti di penetrare. Oltre al suo ruolo di protezione, il muco svolge però un’altra funzione chiave: quella di regolare le interazioni tra la flora batterica e i tessuti sottostanti. Grazie alla presenza di mucine, il muco acquisisce la consistenza di un gel, in grado di mantenere i microrganismi della flora batterica in prossimità della mucosa intestinale.

 

Struttura tipica di un batteriofago (Immagine: Wikimedia Commons)

Batteriofagi e muco: un alleanza strategica
All’interno del muco trovano dimora anche altri microrganismi: si tratta dei batteriofagi (chiamati anche, per brevità, fagi), virus innocui per le cellule umane, ma che infettano e uccidono i batteri. Per questo motivo, i fagi possono essere rinvenuti pressochè in qualsiasi luogo vi siano dei batteri, con le dovute distinzioni. In una fase preliminare dello studio, i ricercatori della SDSU si sono infatti accorti di una peculiarità dei fagi: la netta preferenza a localizzarsi nelle aree ricche di muco. Ad esempio, nella saliva che circonda le gengive è possibile rinvenire circa cinque fagi per ogni cellula batterica presente. Spostandosi verso le zone mucose della stessa gengiva, si ritrovano invece fino a quaranta fagi per ogni cellula batterica, suggerendo che – all’interno del muco, i fagi potrebbero svolgere un’importante funzione di difesa per l’organismo.
Per validare questa ipotesi, i ricercatori hanno testato la capacità dei fagi di difendere cellule umane dall’invasione del batterio Escherichia coli. Per farlo, sono state messe a confronto due colture cellulari: in una erano presenti cellule di origine polmonare in grado di produrre muco; nell’altra, lo stesso tipo di cellule, ma incapaci di secernere muco. In presenza di E. coli, circa la metà delle cellule in coltura è morta a causa dell’infezione batterica, senza nessuna differenza significativa tra le due colture: la presenza o assenza di muco non aveva, sorprendentemente, cambiato in modo significativo il destino dell’infezione. In una seconda fase, i ricercatori sono quindi andati a testare il ruolo dei fagi: aggiungendo alla coltura un batteriofago che colpisce e uccide E. coli, le cellule in grado di produrre muco hanno mostrato una vera e propria impennata nel tasso di sopravvivenza. Le cellule incapaci di produrre muco hanno invece continuato a morire esattamente come nel primo esperimento, dimostrando che il muco è fondamentale per dare dimora a fagi i quali, a loro volta, esercitano una importante funzione di difesa nei confronti delle infezioni batteriche.

Fagi, benvenuti nella famiglia del microbiota umano
Questo studio apre quindi una prospettiva nuova su quella che è la complessa interazione tra l’organismo umano e il cosiddetto microbiota, l’insieme di tutti i microorganismi che trovano dimora nei tessuti umani e instaurano con essi un rapporto simbiotico. Se da un lato era già ampiamente noto il ruolo chiave che molti batteri hanno nel regolare, ad esempio, le funzioni dell'albero respiratorio o del tratto gastrointestinale, questa è la prima volta che una simile funzione viene riscontrata per un virus. Inoltre, la funzione chiave del muco nel regolare l’interazione tra batteriofagi e mucose umane potrebbe avere importanti nell’ambito delle malattie infiammatorie croniche del tratto gastrointestinale. In queste patologie, tra le quali la malattia di Crohn e la colite ulcerosa, si riscontra spesso l’alterazione o assenza dello strato di muco: alla luce dei nuovi dati, la carente produzione di muco andrebbe a privare i tessuti non solo della flora batterica e di un importante meccanismo di protezione meccanica, ma eliminerebbe anche l’habitat naturale dei fagi, abolendo così un importante meccanismo di difesa immunitaria. Già in passato era stato ipotizzato l’utilizzo di fagi come terapia contro infezioni batteriche (terapia fagica), ma il suo utilizzo non ha mai incontrato grande consenso e non è mai uscito dai confini dell’ex-Unione Sovietica. Eppure, grazie alla loro alta specificità, i fagi sarebbero un’ottima alternativa all’utilizzo di antibiotici e c’è già chi – alla luce dei nuovi risultati – pensa che potrebbero essere impiegati per potenziare un sistema di difesa già presente all’interno del nostro organismo. 

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