Esplorare come batteri e virus coesistono all'interno dell'intestino umano

L'adagio "tutto con moderazione" si applica non solo al cibo e alle bevande, ma anche alle legioni di batteri all'interno delle nostre viscere che ci aiutano a digerire quel cibo e quella bevanda. Si scopre che la regola può estendersi anche ai batteriofagi meno conosciuti, che sono virus che infettano i batteri che vivono dentro di noi.

Come bambole russe nidificanti, i nostri corpi ospitano quasi 100 trilioni di cellule batteriche che compongono i nostri microbiomi e quelle cellule batteriche hanno i loro abitanti.

Apprezziamo sempre di più il fatto che le entità microbiche più abbondanti nell'intestino umano siano in realtà virus".

Eric Martens, dottorato di ricerca, professore associato di microbiologia e immunologia presso la Medical School dell'Università del Michigan

Il suo team ha esplorato il modo sconcertante in cui i batteri e i loro virus sembrano coesistere all'interno dell'intestino umano. Il segreto potrebbe risiedere in un batterio ricoperto di zucchero dall'aspetto peloso usato per difendersi non solo dagli attacchi del sistema immunitario umano, ma anche da vari virus che cercano un modo per entrare.

Utilizzando un batterio intestinale comune Bacteroides thetaiotaomicron, o BT in breve, Il team di Martens ha iniziato a esaminare la complessa interazione tra BT e virus, mettendoli l'uno contro l'altro in laboratorio.

Quando viene sfidato con i virus, o fagi, raccolti dalle acque reflue, alcuni dei batteri sono stati in grado di resistere all'infezione mentre altri no. "Quando arriva un particolare fago che può uccidere alcuni membri della popolazione, lo fa e i batteri resistenti crescono rapidamente, "dice Martens.

Però, invece di alterare permanentemente il recettore che ha permesso la penetrazione virale, e potenzialmente danneggiarsi, alcuni batteri si attivano temporaneamente in uno stato resistente attraverso un processo reversibile chiamato variazione di fase. Ma alcuni membri della popolazione batterica, ignaro della continua presenza del fago, spegni questo interruttore di resistenza, lasciandoli suscettibili alle infezioni... e così via.

Il team ha ingegnerizzato geneticamente il ceppo BT per esprimere solo una delle otto capsule chimicamente distinte e una versione senza alcun rivestimento. In tutti i casi, l'infezione potrebbe essere bloccata da alcuni, ma non tutto, delle capsule. Sorprendentemente, i ricercatori hanno notato che i batteri calvi erano anche in grado di eludere l'infezione. "Siamo stati incuriositi nel vedere che potevamo togliere tutte le capsule e ancora infettarla con questi fagi e che i batteri potevano ancora sopravvivere, che richiede che dispongano di un meccanismo di backup in atto, "dice Martens.

L'interazione tra il microbioma intestinale e i loro fagi potrebbe avere implicazioni per le malattie umane. "Una delle nostre ipotesi è che gli individui portino nell'intestino diversi tipi di carica virale. Alcuni potrebbero essere più o meno immunogeni, interagendo con il nostro sistema immunitario per causare infiammazione. Ma potrebbero anche modificare la fisiologia dei batteri che sono lì costringendoli ad esprimere determinate funzioni/capsule che sappiamo anche interagire con il sistema immunitario, "dice Martens.

Dice che lo studio aiuta a spiegare questa vecchia osservazione che questi batteri coesistono con i loro virus. Note Martens, "Nessuna delle parti vince necessariamente sull'altra". Come tale, i virus batterici potrebbero offrire un modo per alterare in modo vantaggioso il microbioma intestinale per il trattamento della malattia.

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