13/11/2021
Guardate bene l'immagine e imprimetevela bene in mente. Quella che vedete è l'immagine più definita attualmente disponibile di un batterio vivo. Della membrana esterna di Escherichia coli per la precisione.
La membrana esterna è un secondo doppio strato lipidico che si trova all'esterno della parete cellulare, tuttavia la sua struttura e funzione differiscono da quelle della membrana citoplasmatica. La membrana esterna, oltre a contenere fosfolipidi e proteine come la membrana plasmatica, contiene anche molecole di polisaccaridi legate in modo covalente ai lipidi. Quindi, la membrana esterna è spesso chiamata strato lipopolisaccaride, o semplicemente LPS in breve.
Guardando bene l'immagine si vede come questa membrana sia piena di “buchi” intervallati da zone più “lisce”. I “buchi” sono porine, proteine trans-membrana che fungono da canale e che permettono il passaggio di molecole con peso inferiore ai 600-700 Da, mentre le zone più “lisce” sono i lipopolisaccaridi. Questi facilitano il riconoscimento superficiale, sono importanti fattori di virulenza per alcuni batteri patogeni e contribuiscono alla resistenza meccanica della cellula.
Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) ha scoperto che la membrana esterna contiene f***e reti di blocchi proteici alternati da zone che non sembrano contenere proteine. Queste zone sono ricche di molecole con catene zuccherine (glicolipidi) che mantengono tesa la membrana esterna.
Questa scoperta è importante perché la membrana esterna dei batteri Gram-negativi impedisce a determinati farmaci e antibiotici di penetrare nella cellula, quindi questa membrana è parte del motivo per cui la resistenza antimicrobica di tali batteri è ora considerata una minaccia maggiore di quella dei batteri Gram-positivi.
“La membrana esterna è una formidabile barriera contro gli antibiotici ed è un fattore importante nel rendere i batteri resistenti alle cure mediche. Tuttavia, rimane relativamente poco chiaro come viene realizzata questa barriera, motivo per cui abbiamo scelto di studiarla in modo così dettagliato", ha spiegato il professor Bart Hoogenboom, uno degli autori dello studio.
“Studiando i batteri vivi dalla scala molecolare a quella cellulare, possiamo vedere come le proteine di membrana non si distribuiscano in modo disordinato, ma formino una rete che si estende sull'intera superficie dei batteri, lasciando piccoli spazi per le zone che non contengono proteine. Ciò suggerisce che la barriera potrebbe non essere troppo difficile da violare, e che potrebbe avere punti più deboli che potrebbero essere presi di mira dagli antibiotici”.
Il prossimo passo del team è quindi capire come possiamo utilizzare questa nuova conoscenza per superare la resistenza antimicrobica nei batteri Gram-negativi come E. coli.
