La ricerca fa luce su specifiche interazioni proteiche che potrebbero fornire nuove strategie di trattamento per combattere il colera

La ricerca fa luce su specifiche interazioni proteiche che potrebbero fornire nuove strategie di trattamento per combattere il colera

Le malattie infettive batteriche contribuiscono ancora pesantemente al carico globale di malattie e, con la crescente resistenza agli antibiotici in tutto il mondo, c’è un urgente bisogno di nuove strategie di trattamento contro i batteri. Una delle infezioni batteriche più devastanti è il colera, causato dal batterio Vibrio cholerae, che sta vivendo la sua settima pandemia sostenuta dal 1961. Ora un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Osaka in Giappone ha fatto luce su una specifica interazione proteica che potrebbe diventare un nuovo bersaglio nel trattamento del colera.

Il colera è caratterizzato da grave diarrea, che nel peggiore dei casi può essere fatale in poche ore. Uno dei passaggi più importanti nel processo di infezione da V. cholerae è che il batterio colonizza l’intestino umano secernendo un fattore di colonizzazione chiamato TcpF, sebbene l’esatto meccanismo alla base di questa secrezione sia rimasto poco chiaro. Ora, in uno studio che sarà presto pubblicato su Science Advances, i ricercatori hanno utilizzato la cristallografia a raggi X, l’analisi fisico-chimica e la modellazione strutturale per rivelare esattamente come V. cholerae secerne TcpF.

"Il pilus coregolato dalla tossina (TCP), un sistema pilus di tipo 4, era noto per svolgere un ruolo cruciale nella secrezione di TcpF, ma l'esatta interazione tra i due non era chiara", spiega Hiroya Oki, autore principale dello studio. I pili sono strutture simili a filamenti sulla superficie delle cellule batteriche che possono avere una varietà di funzioni. Il TCP di V. cholerae è composto principalmente da numerose subunità TcpA, con una subunità minore iniziale costituita da un trimero TcpB attaccato alla “cima” del pilo per facilitarne l'assemblaggio. Il gruppo ha studiato l'interazione di TcpF con TcpA e B e ha costruito modelli basati sui risultati.

Abbiamo osservato che TcpF si è trimerizzato in un’unità simile a un fiore per legarsi al trimero TcpB all’estremità del pilo”.

Shota Nakamura, autore senior dello studio

È importante sottolineare che abbiamo identificato domini conservati separati che sono fondamentali per il legame di TcpF alla trimerizzazione di TcpB e TcpF, entrambi necessari per la colonizzazione di V. cholerae.

Considerando i loro risultati nel contesto di altri lavori pubblicati, il gruppo ha ipotizzato che esista un modello di secrezione in cui TCP trasporta il TcpF legato a TcpB fuori dalla cellula, dopodiché TcpF si dissocia dal pilus e si muove liberamente nell'intestino umano, dando inizio alle prime fasi della colonizzazione da V. cholerae. Il TCP quindi si ritira nella cellula batterica per ripetere il processo.

Considerata la crescente resistenza agli antibiotici, scoperte come queste, che chiariscono i dettagli molecolari di un’infezione, possono essere di grande valore per lo sviluppo di nuovi farmaci antibatterici. Lo sviluppo di un agente antiadesivo che inibisce selettivamente l'interazione tra il fattore di colonizzazione TcpF e il sistema di secrezione TCP può rappresentare una nuova strategia di trattamento per combattere il colera.

Fonte:

Università di Osaka

Riferimento:

Oki, H., et al. (2022) Basi strutturali per la secrezione pilus-dipendente regolata dalla tossina del fattore di colonizzazione Vibrio cholerae. Progressi scientifici. doi.org/10.1126/sciadv.abo3013.

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