Anche la Salmonella può “morire di fame”

Salmonella e perdita di appetito

Secondo il vecchio detto “feed a cold, starve a fever” (letteralmente: nutri il raffreddore, affama la febbre), quando una persona ha il raffreddore ha bisogno di cibo per guarire, mentre quando ha la febbre dovrebbe mangiare di meno. Recentemente, però, è stato scoperto che ciò non vale per tutti i microrganismi. Uno dei microrganismi su cui gli studiosi si sono interrogati è Salmonella typhimurium (Figura 1).

Salmonella typhimurium
Figura 1 – Salmonella typhimurium [Credits: Volker Birnkmann]

Un team di ricercatori del Salk Institute si è, infatti, interrogato su come questo batterio intestinale blocchi la risposta che porta alla perdita di appetito nel suo ospite, in questo caso il topo. Questa “inibizione dell’anoressia” aiuta il patogeno a trovare un compromesso tra virulenza, cioè la capacità del microbo di causare la malattia nell’ospite, e trasmissione, la capacità di diffondere le infezioni da un organismo all’altro. Pertanto, per quanto riguarda l’agente patogeno interessato, il detto dovrebbe diventare “starve virulence, feed transmission” (letteralmente: affama la virulenza, nutri la trasmissione).

Lo studio condotto dal Salk Institute

I risultati dettagliati dello studio sono apparsi il 26 gennaio sulla rivista Cell, in un articolo intitolato. L’articolo riporta il lavoro del team del Salk Institute, che ha analizzato un nuovo aspetto della connessione tra Salmonella e perdita di appetito.

Gli studi precedenti comportavano l’iniezione di un microbo o di prodotti microbici direttamente nella circolazione di un modello animale per poi studiarne l’effetto. In questo studio, invece, gli animali sono stati infettati per via orale, imitando così il meccanismo di infezione del batterio, che si diffonde da topo a topo attraverso l’ingestione di feci contaminate.

“Tradizionalmente, nell’ambito delle malattie infettive, siamo portati a pensare che la capacità maggiore di un agente patogeno sia quella di causare la malattia, da cui deriva, quindi, una maggiore possibilità di trasmissione”, afferma uno degli autori dell’articolo, Janelle Ayres, Ph.D. e assistente universitaria in immunobiologia e patogenesi microbica. “Ma abbiamo scoperto un agente patogeno che si è evoluto fino a diventare meno pericoloso per il proprio ospite: impiegando questa strategia, infatti, è più facile per l’agente patogeno diffondersi in altri organismi”.

“La risposta dell’ospite è solo metà dell’equazione delle malattie infettive. Volevamo, perciò, capire come il comportamento dei batteri sia influenzato dalla perdita di appetito del “padrone di casa”. Quello che un agente patogeno vuole è un rifornimento costante di sostanze nutritive, una nicchia stabile in cui replicarsi e una modalità affidabile di trasmissione.
In questo caso, quindi, il patogeno consente ai topi di acquisire più nutrimento, li aiuta a mantenersi sani e a produrre più feci
. Così, è più facile che l’infezione passi ad altri animali.

Meccanismo di azione della salmonella

Ulteriori analisi hanno rivelato il meccanismo con cui S. typhimurium inibisce la perdita di appetito (Figura 2). Gli effetti della malattia sono, in gran parte, mediati da citochine, molecole coinvolte nella comunicazione cellula-cellula, che inviano un segnale all’ipotalamo, una regione del cervello che controlla l’appetito. Il batterio blocca l’attivazione delle citochine nell’intestino, impedendo l’invio del segnale al cervello. L’inibizione da parte delle proteine di S. typhimurium, SLRP (proteine di Salmonella ricche di residui ripetuti di leucina) impedisce la perdita di appetito, causata da intreleuchina (IL-1β), che invia la segnalazione all’ipotalamo, attraverso il nervo vago. Piuttosto che compromettere le difese dell’ospite, l’inibizione, mediata dal patogeno, incrementa la sopravvivenza dell’organismo.

Meccanismo di azione di Salmonella
Figura 2 – nell’immagine è illustrato il meccanismo di azione di Salmonella per promuovere la diffusione dell’infezione. In alto si osserva cosa accade utilizzando un ceppo mutato, che promuove perdita di appetito. In basso si osserva cosa accade con un ceppo wild-type. [Credits: Rao,S et al.]

Quali sono le prossime frontiere della ricerca?

La dottoressa Ayres afferma, inoltre, che si aspetta di trovare una strategia simile in altri microbi. Questo perché che geni simili a quelli che, in S. typhimurium, bloccano l’attivazione delle citochine sono stati trovati anche in altri patogeni.

“Ma sarebbe anche molto interessante osservare i componenti del microbioma, in particolare di quello umano”, ha osservato. “Quando un’infezione nell’ospite colpisce l’appetito, il microbioma è anche potenzialmente compromesso dalla mancanza di nutrimento. Mi aspetto di scoprire che il microbioma si sia evoluto nelle strategie per bloccare questa risposta alla malattia”, aggiunge. Questo è qualcosa che il suo gruppo di ricerca prevede di studiare in futuro.

I ricercatori si augurano che un giorno i loro risultati possano portare ad una migliore comprensione della trasmissione delle infezioni e a nuovi modi per curarle, attraverso la nutrizione piuttosto che con gli antibiotici. L’obiettivo sarebbe quello di dare ai pazienti una cura che abbia come scopo anche quello di impedire la diffusione della malattia, sia essa anche un semplice raffreddore.

Emanuela Pasculli

Fonti

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