Klebsiella pneumoniae previene la germinazione delle spore e lo sviluppo ifale di specie di Aspergillus

Aspergillus niger

Un nuovo studio (M. F. Nogueira et al., 2019) pubblicato sulla rivista Scientific Reports, ha presentato le prime evidenze dell’interazionein vitro tra Klebsiella pneumoniae e diverse specie di Aspergillus.

Come sappiamo, la mappatura del microbioma umano ha mostrato un’ampia varietà di batteri e funghi che occupano nicchie specifiche. Questi microrganismi possono interagire sia tra loro sia con l’ospite e il sistema immunitario, causando effetti benefici o dannosi.

Microrganismi batterici e fungini: influenze reciproche sinergiche o antagoniste

Nell’ambito di un’indagine recente, un team di ricerca austriaco ha analizzato le interazioni tra quattro specie di Aspergillus, A. fumigatus, A. terreus, A. niger e A. flavus, e diversi ceppi di Klebsiella pneumoniae con capacità bassa o elevata di formare biofilm.

Entrambi i generi considerati, sia batterico sia fungino, possono convivere in varie regioni del corpo, tra cui l’intestino e i polmoni. Lo sviluppo di specie Aspergillus si compie con la formazione di spore o conidi e filamenti ifali, ma bisogna tenere conto che l’architettura dei polmoni, in congiunzione con l’accrescimento delle ife, rende difficile per il sistema immunitario eliminare i patogeni fungini.

La ricerca

Mediante metodi molecolari e microbiologici gli studiosi hanno esaminato le interazioni in vitro (figura 1).

Figura 1 Interazione fisica tra A. fumigatus e K. pneumoniae. I batteri e i funghi sono stati fatti crescere in piastre con inserti a membrana permeabile Transwell, che forniscono separazione fisica, ma che consentono l’interazione mediante lo scambio di molecole secrete (Scientific Reports, 2019).

I risultati hanno indicato che K. pneumoniae è in grado di prevenire la germinazione delle spore e lo sviluppo ifale di Aspergillus spp., alterando, inoltre, la formazione di biofilm da parte delle specie fungine in questione. Quest’ultimo effetto richiede la presenza di batteri vivi, in crescita attiva ed è dipendente dal contatto fisico tra i microrganismi. L’esito inibitorio relativo allo sviluppo fungino si è rivelato reversibile, come dimostrato dal recupero della crescita di Aspergillus spp. in seguito a eliminazione o inibizione dei batteri, con un’apparente dipendenza dall’interazione fisica con microbi metabolicamente attivi.

L’analisi molecolare della relazione Klebsiella-Aspergillus ha mostrato una upregulation (sovraregolazione) dei geni correlati alla parete cellulare di Aspergillus e una downregulation (sottoregolazione) dei geni correlati alle ife, suggerendo che Klebsiella induca meccanismi protettivi di rinforzo della struttura di parete fungina e sopprima la crescita dei filamenti.

È importante notare che le osservazioni sulle interazioni in vitro potrebbero non essere necessariamente riflesse in identiche implicazioni in vivo. Ciò nonostante, lo studio fornisce nuove conoscenze sul comportamento biologico di Aspergillus e K. pneumoniae in co-cultura, ed evidenzia la necessità di verificare i dati sfruttando modelli che riflettano la complessità dell’organismo ospite umano. I riscontri mettono in rilievo l’importanza di identificare la presenza di infezioni polimicrobiche e di potenziali interazioni tra i patogeni per lo sviluppo di approcci diagnostici ottimizzati e di trattamenti antimicrobici appropriati.

Angela Chimienti

Fonte:

  • M. F. Nogueira, L. Pereira, S. Jenull, K. Kuchler & T. Lion, Klebsiella pneumoniae prevents spore germination and hyphal development of Aspergillus species, Scientific Reports, (2019) 9:218 | DOI:10.1038/s41598-018-36524-8 [Open Access] Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Crediti immagini:

  • Figura 1: M. F. Nogueira, L. Pereira, S. Jenull, K. Kuchler & T. Lion, Klebsiella pneumoniae prevents spore germination and hyphal development of Aspergillus species, Scientific Reports, (2019) 9:218 | DOI:10.1038/s41598-018-36524-8 [Open Access] Creative Commons Attribution 4.0 International License.
  • Immagine in evidenza: Photomicrograph showing the conidial head of the fungi Aspergillus niger. Obtained from the CDC Public Health Image Library. Image credit: CDC/Dr. Lucille K. Georg (PHIL #3964), 1955. [Public domain] Page URL: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aspergillus_niger_01.jpg

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