Il ruolo del sistema a due componenti nell’adattamento all’ambiente esterno

Streptococcus mutans e la resistenza agli agenti microbici

Si stima che la cavità orale umana sia abitata da circa 100 trilioni di microrganismi che formano il microbiota orale. La sopravvivenza dei batteri commensali è legata alle capacità di adattamento agli stimoli esterni inclusi gli agenti antimicrobici di origine umana o batterica. Uno dei batteri prevalenti nella cavità orale è Streptococcus mutans, un microrganismo commensale cariogenico in quanto coinvolto nella formazione della carie. Sebbene i fattori di virulenza ad esso associati siano stati ben caratterizzati, risulta poco chiaro il meccanismo che ne permette l’adattamento all’ambiente presente nel cavo orale. Recentemente sono stati proposti dei sistemi regolatori della trasduzione del segnale e batterio specifici indicati come “sistemi a due componenti (TCS)” che sembrano avere un ruolo chiave nei fenomeni di adattamento all’ambiente. In particolare Streptococcus mutans possiede 15 set di TCS: alcuni coinvolti nella tolleranza all’acidità altri nella competenza e nella formazione del biofilm.

 

Schema sistema a due componenti: il sensore istidina chinasi in risposta ad uno stimolo esterno, si autofosforila e fosforila un residuo amminoacidico su un regolatore. La fosforilazione del regolatore della risposta lo attiva e ne permette il legame a specifiche sequenze del DNA inducendo l’attivazione o la repressione trascrizionale.

 

È stato da poco scoperta una associazione tra questi sistemi e la resistenza agli agenti microbici permettendo la sopravvivenza dei microrganismi in condizioni sfavorevoli. Nella cavità orale infatti, sono presenti numerosi fattori antimicrobici tra cui i peptidi antimicrobici, i lisozimi, il perossido di idrogeno e la lattoferrina. I peptidi antimicrobici di origine umana derivano da varie fonti come la saliva, l’epitelio gengivale, la mucosa, i neutrofili e il fluido gengivale che fanno parte dell’immunità innata ossia la prima linea di difesa dal mondo esterno. Tuttavia i peptidi antimicrobici possono essere prodotti anche dai batteri stessi (definiti in questo caso batteriocine) versus specie batteriche molto simili proprio per assicurarsi la sopravvivenza non solo ai fattori immunitari dell’ospite ma anche alle altre specie che costituiscono la comunità presente nel cavo orale.

Si ritiene che ogni specie batterica possieda vari tipi di TCS necessari all’adattamento all’ambiente e agli stimoli esterni come la pressione osmotica, il pH, la temperatura e l’espressione di vari fattori di virulenza.

Ad oggi, i risultati ottenuti sottolineano il ruolo delle batteriocine nelle interazioni tra le varie specie batteriche nella cavità orale ma anche l’importanza del sistema TCS in queste relazioni. Questo suggerisce che i TCS batterici possono rappresentare dei fattori chiave nella comprensione dei meccanismi di colonizzazione dei batteri commensali nell’organismo umano permettendogli un migliore adattamento agli stimoli esterni. Inoltre, non meno importante, lo studio evidenzia il ruolo dei fattori antimicrobici (umani o batterici) sulla composizione e sulle caratteristiche della flora orale.

 

Roberta Ranieri

 

 

 

Bibliografia:

Kawada-Matsuo M, Komatsuzawa H. Role of Streptococcus mutans two-component systems in antimicrobial peptide resistance in the oral cavity. Jpn Dent Sci Rev. (2017)

Wade WG. The oral microbiome in health and disease. Pharmacol Res (2013)

Mazda Y, Kawada-Matsuo M, Kanbara K, Oogai Y, Shibata Y,Yamashita Y, et al. Association of CiaRH with resistance of Streptococcus mutans to antimicrobial peptides in biofilms. Mol Oral Microbiol (2012)

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