Questo progresso potrebbe portare a nuove strategie di trattamento per queste infezioni, che possono essere fatali nelle persone con un sistema immunitario compromesso, hanno affermato i ricercatori. Lo studio è stato condotto dagli scienziati nel laboratorio di Michael Manson, professore di bioscienze molecolari al College of Natural Sciences.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Microbiology.
I ricercatori stavano studiando l'evoluzione dei batteri quando hanno iniziato a esaminare un'algale antenata della Legionella e della Coxiella. Si sono resi conto che questo antico organismo esiste ancora all'interno di alcune specie di ameba, cosa che ha permesso loro di osservare da vicino come interagisce con il suo ospite.
"Questa scoperta ci ha permesso di vedere il meccanismo della patogenesi in tempo reale, con dettagli a livello atomico", ha detto Manson.
La coautrice Amy Edwards, assistente professore di bioscienze molecolari, ha affermato che la ricerca potrebbe avere profonde implicazioni per il campo della microbiologia e per la progettazione di farmaci utilizzati per combattere queste infezioni.
"Cambia il modo in cui guardiamo questi organismi", ha detto Edwards. "Evidenzia la biologia fondamentale che è alla base della sopravvivenza di importanti agenti patogeni umani."
Legionella e Coxiella sono le cause più comuni di polmonite batterica trasmessa dall'acqua negli Stati Uniti, causando infezioni potenzialmente letali che richiedono una terapia antibiotica. La legionella è anche la causa più comune di polmonite batterica acquisita in ospedale.
Per causare la malattia, Legionella e Coxiella devono entrare nelle cellule umane e replicarsi al loro interno. Lo fanno utilizzando uno specializzato “sistema di secrezione di tipo IV”, una macchina molecolare che consente loro di iniettare proteine nelle cellule ospiti. Questo sistema viene utilizzato anche da altri agenti patogeni, tra cui la clamidia e l'E. coli patogeno.
Utilizzando la cristallografia a raggi X e la microscopia elettronica, i ricercatori hanno determinato la precisa struttura molecolare del sistema di secrezione dell'antenato algale, consentendo loro di individuare il suo bersaglio molecolare.
I risultati indicano una possibile strategia terapeutica per il trattamento delle infezioni causate da Legionella e Coxiella:lo sviluppo di farmaci che inibiscano il sistema di secrezione e impediscano ai batteri di entrare nelle cellule umane.
"Gli inibitori di piccole molecole che prendono di mira questo sistema di secrezione potrebbero fornire nuove terapie per trattare o prevenire infezioni batteriche devastanti", ha detto Manson.
I ricercatori stanno attualmente esplorando potenziali farmaci candidati e sperano di portare in futuro nuove strategie di trattamento nella clinica.
