La dormienza batterica è una strategia di sopravvivenza in risposta all'esposizione stressante agli antibiotici assunti da un paziente per il trattamento. Le cellule dormienti diventano tolleranti agli antibiotici e vengono uccise a un ritmo più lento e talvolta sopravvivono. Questa è chiamata “tolleranza agli antibiotici” che è diversa dalla resistenza agli antibiotici quando i batteri crescono in presenza di antibiotici. Le infezioni croniche o recidivanti sono attribuite alla tolleranza agli antibiotici, per la quale non esiste un trattamento efficace. La terapia fagica è stata a lungo presa in considerazione, ma le cellule batteriche dormienti non rispondono e sono refrattarie ai batteriofagi conosciuti. Gli scienziati dell'ETH di Zurigo hanno identificato un nuovo batteriofago che si replica in modo unico su colture profonde in fase stazionaria di Pseudomonas aeruginosa. Chiamato "Paride", questo batteriofago potrebbe uccidere P. aeruginosa dormiente mediante replicazione litica diretta. È interessante notare che questo nuovo fago ha ridotto le cariche batteriche attraverso la sinergia fago-antibiotico quando l’antibiotico meropenem è stato aggiunto alle colture. A quanto pare, il nuovo fago potrebbe sfruttare i punti deboli della fisiologia dei batteri dormienti per superare la tolleranza agli antibiotici. Questi punti deboli potrebbero essere bersagli di un nuovo trattamento per le infezioni croniche causate da batteri dormienti o inattivi.
La maggior parte dei batteri sulla Terra sono in uno stato dormiente con attività metabolica ridotta o in forma di spore completamente inattiva. Tali cellule batteriche possono essere facilmente rianimate quando le sostanze nutritive e le molecole necessarie diventano disponibili.
La dormienza o inattività batterica è la strategia di sopravvivenza in risposta a condizioni ambientali esterne stressanti come la fame o l’esposizione agli antibiotici assunti da un paziente per il trattamento. In un secondo momento, le cellule dormienti diventano tolleranti agli antibiotici perché i processi cellulari presi di mira dagli antibiotici per uccidere i batteri vengono inibiti. Questo fenomeno si chiama 'tolleranza agli antibiotici' nel qual caso i batteri vengono uccisi a un ritmo più lento e talvolta sopravvivono (a differenza del caso di resistenza agli antibiotici quando i batteri crescono in presenza di antibiotici). Le infezioni croniche o recidivanti sono attribuite a cellule batteriche dormienti tolleranti agli antibiotici, spesso denominate “persisteri”, per le quali non esiste un trattamento efficace.
La terapia fagica che coinvolge batteriofagi o fagi (cioè virus che predano i batteri) è stata a lungo presa in considerazione per il trattamento delle infezioni croniche causate da batteri dormienti o inattivi, tuttavia questo approccio funziona quando le cellule batteriche ospiti sono in fase di crescita. Le cellule batteriche dormienti o inattive, tuttavia, non rispondono e sono refrattarie ai batteriofagi che evitano l'adsorbimento sulle superfici delle cellule batteriche o ibernano nelle cellule dormienti fino alla rianimazione.
I batteriofagi noti non hanno la capacità di infettare batteri resistenti agli antibiotici, dormienti o inattivi. Si pensava che data la diversità, in natura potessero esistere fagi con la capacità di infettare le cellule dormienti. I ricercatori hanno ora identificato per la prima volta uno di questi nuovi batteriofagi.
In uno studio recentemente pubblicato, gli scienziati di Politecnico federale di Zurigo riportano l'isolamento di un nuovo batteriofago che si replica in modo univoco su colture profonde in fase stazionaria di Pseudomonas aeruginosa nel laboratorio. Hanno chiamato questo batteriofago Paride. Questo fago potrebbe uccidere quelli profondamente dormienti P. aeruginosa mediante replicazione litica diretta. È interessante notare che questo nuovo fago ha ridotto le cariche batteriche attraverso la sinergia fago-antibiotico quando l’antibiotico meropenem è stato aggiunto a P. aeruginosa-colture di fagi.
A quanto pare, il nuovo fago potrebbe sfruttare i punti deboli della fisiologia dei batteri dormienti per superare la tolleranza agli antibiotici. Questi punti deboli potrebbero essere bersagli di un nuovo trattamento per le infezioni croniche causate da batteri dormienti o inattivi.
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Riferimento:
- Maffei, E., Woischnig, AK., Burkolter, MR et al. Phage Paride può uccidere le cellule dormienti e resistenti agli antibiotici di Pseudomonas aeruginosa mediante replicazione litica diretta. Nat Commun 15, 175 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44157-3
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