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, vengono eliminate più lentamente e talvolta sopravvivono. Questo fenomeno è chiamato "tolleranza agli antibiotici" e si differenzia dalla resistenza agli antibiotici, in cui 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 considerata, ma le cellule batteriche dormienti risultano non reattive e refrattarie ai batteriofagi conosciuti. Gli scienziati dell'ETH di Zurigo hanno identificato un nuovo batteriofago in grado di replicarsi in modo univoco su colture di Pseudomonas aeruginosa in fase stazionaria profonda. Chiamato "Paride", questo batteriofago è in grado di uccidere P. aeruginosa in fase di dormienza profonda tramite replicazione litica diretta. È interessante notare che questo nuovo fago ha ridotto la carica batterica grazie alla sinergia fago-antibiotico quando l'antibiotico meropenem è stato aggiunto alle colture. A quanto pare, il nuovo fago potrebbe sfruttare i punti deboli nella fisiologia dei batteri dormienti per superare la tolleranza agli antibiotici. Questi punti deboli potrebbero rappresentare nuovi bersagli per il trattamento delle infezioni croniche causate da batteri dormienti o inattivi.
La maggior parte dei batteri sulla Terra si trova in uno stato di quiescenza, caratterizzato da una ridotta attività metabolica, oppure in una forma completamente inattiva, quella di spora. Queste cellule batteriche possono essere facilmente riattivate quando diventano disponibili i nutrienti e le molecole necessarie.
La dormienza o inattività batterica è una strategia di sopravvivenza in risposta a condizioni ambientali esterne stressanti, come la carenza di nutrienti o l'esposizione ad antibiotici assunti da un paziente per una terapia. In quest'ultimo caso, le cellule dormienti sviluppano tolleranza agli antibiotici perché i processi cellulari mirati agli antibiotici per uccidere i batteri vengono inibiti. Questo fenomeno è chiamato " tolleranza agli antibiotici " e fa sì che i batteri vengano uccisi più lentamente e talvolta sopravvivano (a differenza della resistenza agli antibiotici , in cui i batteri proliferano in presenza di antibiotici). Le infezioni croniche o recidivanti sono attribuite a cellule batteriche dormienti tolleranti agli antibiotici, spesso definite "persistenti", per le quali non esiste un trattamento efficace.
La terapia fagica, che utilizza batteriofagi o fagi (ovvero virus che predano i batteri ), è stata a lungo considerata per il trattamento delle infezioni croniche causate da batteri dormienti o inattivi. Tuttavia, questo approccio funziona solo quando le cellule batteriche dell'ospite sono in fase di crescita. Le cellule batteriche dormienti o inattive , invece, non rispondono e sono refrattarie ai batteriofagi, i quali evitano di aderire alla superficie cellulare batterica o vanno in letargo all'interno delle cellule dormienti fino alla riattivazione.
I batteriofagi conosciuti non sono in grado di infettare batteri resistenti agli antibiotici, in stato di dormienza profonda o inattivi . Si pensava che, data la diversità, in natura potessero esistere fagi capaci di infettare cellule dormienti. I ricercatori hanno ora identificato per la prima volta un nuovo batteriofago di questo tipo.
In uno studio pubblicato di recente, gli scienziati dell'ETH di Zurigo hanno riportato l'isolamento di un nuovo batteriofago in grado di replicarsi in modo univoco su colture di Pseudomonas aeruginosa in fase stazionaria profonda in laboratorio. Hanno chiamato questo batteriofago Paride. Questo fago è in grado di uccidere P. aeruginosa in fase di quiescenza profonda tramite replicazione litica diretta. È interessante notare che questo nuovo fago ha ridotto la carica batterica grazie alla sinergia fago-antibiotico quando l'antibiotico meropenem è stato aggiunto alle colture di P. aeruginosa -fago.
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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