Sebbene i batteri non abbiano organi sensoriali nel senso classico, sono ancora maestri nel percepire il loro ambiente. Un gruppo di ricerca del Biozentrum dell'Università di Basilea ha scoperto che i batteri non solo rispondono ai segnali chimici, ma possiede anche il senso del tatto. Nella loro recente pubblicazione in Scienza , i ricercatori dimostrano come i batteri riconoscono le superfici e rispondono a questo stimolo meccanico in pochi secondi. Questo meccanismo viene utilizzato anche dai patogeni per colonizzare e attaccare le cellule ospiti.

Che sia attraverso la mucosa o il rivestimento intestinale, diversi tessuti e superfici del nostro corpo sono porte di ingresso per i batteri patogeni. I primi secondi, il momento del tocco, sono spesso critici per il successo delle infezioni. Alcuni agenti patogeni utilizzano la stimolazione meccanica come innesco per indurre la loro virulenza e acquisire la capacità di danneggiare il tessuto ospite. Il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Urs Jenal, al Biozentrum dell'Università di Basilea, ha recentemente scoperto come i batteri percepiscono di trovarsi su una superficie e cosa succede esattamente in questi cruciali primi secondi.

La ricerca si è concentrata solo sui segnali chimici

Negli ultimi decenni, la ricerca ha compiuto enormi progressi nell'esplorazione del modo in cui i batteri percepiscono ed elaborano i segnali chimici. "Però, abbiamo poca conoscenza di come i batteri leggono gli stimoli meccanici e di come cambiano il loro comportamento in risposta a questi segnali, " dice Jenal. "Utilizzando il Caulobacter non patogeno come modello, il nostro gruppo è stato in grado di dimostrare per la prima volta che i batteri hanno un "senso del tatto". Questo meccanismo li aiuta a riconoscere le superfici e a indurre la produzione dell'adesivo istantaneo della cellula".

Come i batteri riconoscono le superfici e vi aderiscono

I batteri Caulobacter che nuotano hanno un motore rotante nel loro involucro cellulare con una lunga sporgenza, il flagello. La rotazione del flagello consente ai batteri di muoversi nei liquidi. Con grande sorpresa dei ricercatori, il rotore viene utilizzato anche come organo di rilevamento meccanico. La rotazione del motore è alimentata dal flusso di protoni nella cellula tramite canali ionici. Quando le cellule natatorie toccano le superfici, il motore è disturbato e il flusso di protoni interrotto.

I ricercatori presumono che questo sia il segnale che innesca la risposta:la cellula batterica ora aumenta la sintesi di un secondo messaggero, che a sua volta stimola la produzione di un'adesione che ancora saldamente i batteri sulla superficie in pochi secondi. "Questo è un esempio impressionante di quanto rapidamente e specificamente i batteri possono cambiare il loro comportamento quando incontrano le superfici, "dice Jenal.

Migliore comprensione delle malattie infettive

"Anche se Caulobacter è un batterio ambientale innocuo, i nostri risultati sono molto importanti per la comprensione delle malattie infettive. Ciò che abbiamo scoperto in Caulobacter vale anche per importanti patogeni umani, " dice Jenal. Per controllare e curare meglio le infezioni, è obbligatorio comprendere meglio i processi che si verificano durante questi primissimi secondi dopo il contatto con la superficie.