Non sono soltanto gli esseri umani a doversi difendere dai virus. Anche i batteri possono essere infettati e distrutti dai batteriofagi, o fagi: virus che usano le cellule batteriche per moltiplicarsi. Proprio per questo, da alcuni anni, i fagi vengono studiati come possibile strumento contro i batteri resistenti agli antibiotici. Prima di pensare ad applicazioni terapeutiche, però, è necessario capire come i microrganismi si proteggono da questi attacchi.
Un nuovo studio, pubblicato su Science, ha chiarito il funzionamento di uno dei loro sistemi di difesa, chiamato CBASS. Si tratta di un meccanismo paragonabile, almeno in parte, a circuiti che anche le cellule umane utilizzano per riconoscere un’infezione virale. Al centro c’è un enzima sentinella, normalmente inattivo, che può generare molecole di segnale quando rileva la presenza del virus. La risposta è drastica: il batterio infettato muore prima che il fago riesca a completare la moltiplicazione, limitando così la diffusione dell’infezione alle cellule vicine.
Il ruolo della proteasi del fago
Finora non era chiaro quale evento facesse scattare l’allarme. I ricercatori hanno ricostruito il sistema in provetta utilizzando un fago ben studiato e hanno poi verificato i risultati in batteri vivi. Gli esperimenti hanno indicato un ruolo decisivo per una proteasi, un enzima capace di tagliare altre proteine.
Durante le fasi finali dell’infezione, il fago utilizza questa proteasi per completare il proprio involucro esterno. Quando l’enzima incontra la sentinella del batterio, ne taglia una porzione precisa, una sorta di ansa che agisce da interruttore. Il taglio attiva la sentinella, che comincia a produrre il segnale d’allarme e avvia la risposta difensiva.
Secondo i risultati, il batterio non riconoscerebbe direttamente il materiale genetico del virus, ma l’attività di uno dei suoi strumenti. Questo spiegherebbe perché la difesa si attiva relativamente tardi, quando l’infezione è già in corso. Il confronto tra numerose sentinelle ha inoltre mostrato la presenza di anse simili in gruppi diversi e di posizioni che potrebbero determinare quali famiglie di fagi vengono riconosciute. Il meccanismo, quindi, potrebbe essere ampiamente diffuso.
Possibili conseguenze per la terapia con i fagi
La scoperta può contribuire a comprendere meglio i limiti della terapia con i fagi, una delle strategie studiate contro le infezioni sostenute da batteri resistenti ai farmaci. Un virus efficace in laboratorio, infatti, potrebbe non funzionare se il batterio bersaglio dispone di difese adeguate. In prospettiva, la conoscenza di questi sistemi potrebbe aiutare a selezionare o modificare fagi terapeutici capaci di eludere più facilmente l’allarme batterico.
Il risultato, tuttavia, non equivale alla disponibilità di una nuova cura. Si tratta di una ricerca di biologia di base, svolta su microrganismi in condizioni controllate e non su persone. Non è ancora possibile stabilire quanto questo meccanismo incida nelle infezioni reali o quanti fagi terapeutici riesca effettivamente a ostacolare.
Lo studio aggiunge quindi un tassello alla conoscenza delle difese batteriche e dei rapporti tra virus e microrganismi. Per chi sta affrontando un’infezione difficile da trattare, il riferimento resta il medico: la terapia con i fagi è ancora oggetto di studio e non rappresenta un’indicazione da applicare autonomamente. Il lavoro originale è Phage proteases activate CBASS antiphage immunity, pubblicato su Science, DOI 10.1126/science.aeg3949.