Gli scienziati scoprono il momento dell'evoluzione dei batteri "carnivori"

Un nuovo studio, pubblicato questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences, ha scoperto che il tempo impiegato dai cosiddetti "batteri carnivori" per passare da un organismo innocuo a un orribile agente infettivo era di circa 35 anni. In questo periodo di evoluzione, c'erano ancora quattro mutazioni, secondo la ricerca.

Questi risultati sono già stati considerati come parte della più grande ricerca mai pubblicata sul genoma batterico, concentrandosi maggiormente su questo ceppo che terrorizza e può far morire molte persone.

Nonostante il loro nome, i batteri "mangiatori di carne" - gli streptococchi - in realtà non consumano carne umana. Quello che fanno è produrre proteine ​​che rompono le molecole della pelle, del grasso, dei vasi sanguigni e dei muscoli in un processo che provoca rapidamente la necrosi della carne, dando origine a una grave infezione chiamata fascite necrotizzante.

Questa malattia è estremamente difficile da trattare e anche se alcuni antibiotici forti possono risolvere alcuni casi, innesti cutanei e amputazioni sono abbastanza comuni nelle persone infette. Peggio ancora, la fascite provoca la morte del 70% dei casi se non trattata.

Processo di studio

Per scoprire come si sono evoluti i batteri, i ricercatori hanno analizzato i genomi di oltre 3.615 ceppi di popolazione streptococcici. La maggior parte di questi organismi non fa ammalare l'uomo, ma alcuni possono provocare congiuntivite, meningite e polmonite infettive.

Tuttavia, il ceppo più noto della ricerca è stato probabilmente quello dello streptococco di gruppo A, quello che tende alla contaminazione della malattia necrotizzante. "Avevamo bisogno di questa immensa quantità di dati per chiarire cosa è successo a questo patogeno killer", ha detto a The Verge James Musser, un esperto di malattie infettive dell'Istituto metodista di ricerca di Houston e coautore dello studio.

Una volta che i ricercatori hanno raccolto tutti i dati storici genomici, li hanno messi nella costruzione di un orologio molecolare. Di conseguenza, ogni cambiamento nel genoma batterico ha avvicinato gli scienziati alla scoperta di quali mutazioni permettessero al patogeno di diventare pericoloso.

"Lavorando con i dati evolutivi, siamo stati in grado di determinare che quattro cambiamenti genetici fondamentali hanno avuto luogo", ha detto Musser.

mutazioni

Le prime due mutazioni sono comparse dopo che una singola linea cellulare progenitrice è stata infettata da due diversi tipi di virus. "I batteri possono anche avere infezioni virali e questi virus hanno geni infetti codificando nuove tossine, che i batteri sono stati quindi in grado di integrare nel proprio DNA", ha detto il ricercatore James Musser.

La terza mutazione riguardava un singolo spostamento dei nucleotidi - i nucleotidi sono subunità di DNA e RNA - che permettevano ai batteri di produrre una tossina migliore di quanto esistesse in precedenza. "Fu solo un cambiamento di aminoacidi nella tossina che avvenne intorno al 1960 o 1970", ha detto Musser.

Infine, l'ultimo evento di mutazione è stato il trasferimento genico con un altro batterio che si è verificato intorno al 1983. Secondo il ricercatore, ha fornito ai batteri la capacità di codificare due tossine che uccidono le cellule in quantità molto maggiori rispetto a prima. .

"L'intero processo che attraversa il corpo è capire come produrre più tossine o come aumentarle in quantità crescenti. I batteri che mangiano carne producono in realtà oltre 90 diversi tipi di tossine, ma questa combinazione di quattro mutazioni è ciò che renderlo particolarmente devastante ", ha detto Musser.

Notizie pericolose in futuro?

La cosa più sorprendente dei risultati dello studio, secondo i ricercatori, è che tutte e quattro le mutazioni si sono verificate in una singola linea cellulare progenitrice e nessuna è cambiata in questo modo. "Nel corso del tempo, c'era una cellula che acquisiva sequenzialmente questi vari pezzi complementari in modo che alla fine, quando vi fu la quarta mutazione, creasse gli streptococchi avvelenati", ha detto il leader dello studio.

Ora il team vuole studiare ulteriormente le origini del batterio carnivoro e indagare sul perché si è diffuso così rapidamente in tutto il mondo. Tuttavia, tutto ciò che è stato scoperto ora è abbastanza illuminante.

"Ciò che questi scienziati sono stati in grado di costruire con il programma dettagliato delle mutazioni è abbastanza notevole. Questo è un organismo patogeno che si è evoluto da qualcosa che non era patogeno, per poi trasformarsi in qualcosa di estremamente contagioso. E ora sappiamo come è successo ", ha affermato David Morens, un epidemiologo presso il National Institute of Health, che non ha partecipato allo studio.

Patrick Schlievert, un microbiologo dell'Università dello Iowa che ha scritto il primo articolo per descrivere i batteri carnivori nel 1987, è d'accordo con Morens. Ha detto a The Verge che un nuovo ceppo di batteri carnivori potrebbe emergere 35 anni a partire dal 1987, cioè entro il 2022.

"Ma non posso dire come sarà o dove inizierà, solo che accadrà", ha dichiarato Patrick Schlievert. Ha detto che gli scienziati dovrebbero trovare un modo per impedire la diffusione di questi batteri.