Suicidio o altruismo, la lezione inizia dai batteri

I batteri hanno due differenti meccanismi di apoptosi, uno dei quali è stato osservato solo ora ed è molto simile a quello degli organismi superiori. Questa scoperta può chiarire i primi passi dell’evoluzione dell’altruismo cellulare, in cui gruppi di cellule  si sacrificano per la funzionalità di un organismo.

Per la prima volta è stato descritto nei batteri un nuovo cammino di morte cellulare programmata simile all’apoptosi che si verifica negli organismi superiori e quindi denominata apoptotic-like death (ALD). Questo nuovo cammino inoltre interagisce – venendone inibito – con un cammino già noto di morte cellulare programmata detto PCD, diverso da quello apoptotico, mediato dal cosiddetto sistema tossina-antitossina mazEF.

Questo sistema è costituito da una coppia di geni che codificano per due componenti: una tossina stabile e una antitossina instabile che interferisce con l’azione letale della tossina. Quando il batterio subisce un danno al patrimonio genetico o interferenze in qualche passaggio che porta all’espressione dell’antitossina o alla sua produzione, l’antitossina si degrada più velocemente di quanto venga prodotta, e la tossina è libera di agire in modo letale.

Lavorando con Escherichia coli, Hanna Engelberg-Kulka e  colleghi della Hadassah Medical School della Hebrew University a Gerusalemme – che hanno firmato un articolo pubblicato sulla rivista online “PLoS Biology” – sono rimasti sorpresi nello scoprire che insieme a questo meccanismo, il batterio aveva un ulteriore programma di suicidio, completamente diverso, simile a quello delle cellule eucatriotiche, normalmente tenuto a freno dal buon funzionamento del sistema tossina-antitossina.

In particolare, i ricercatori hanno scoperto che, mentre l’innesco del sistema mazEF è dipendente dalla densità cellulare e assicura che, in caso di crisi e penuria di risorse ambientali, muoia un numero sufficienti di batteri per garantire ai sopravvissuti di rifornirsi in misura adeguata delle materie prime necessarie, il cammino ALD non dipende dalla densità e può servire da sistema sicurezza nel caso in cui il sistema mazEF fallisca.

Secondo gli autori, la scoperta può aiutare a capire i primi passi dell’evouzione dell’altruismo cellulare, tema ancora controverso nell’ambito della biologia evolutiva: negli organismi complessi, infatti, l’apoptosi non interviene solo in presenza di particolari danni alla cellula ma ha un ruolo di primo piano nel normale sviluppo embrionale permettendo, attraverso il sacrificio di cellule in eccesso, di “scolpire” le strutture biologiche dell’organismo in modo che siano perfettamente funzionali all’organismo.

In una serie di futuri esperimenti, i ricercatosi sperano di individuare i meccanismi molecolari che regolano l’ALD e di scoprire se questo sistema influenza effettivamente una risposta della popolazione cellulare, in funzione di quello che è il “bene per la comunità”.