Batteri modificati contro le infezioni trasmesse dagli insetti

Una versione modificata del batterio HS potrebbe essere utilizzata per colonizzare alcuni insetti, come la mosca tse-tse, in modo da impedire la trasmissione di patogeni. Scoperto in modo casuale e isolato per la prima volta, HS è infatti molto simile ai batteri del genere Sodalis, che vivono in simbiosi all’interno dell’organismo degli insetti.

Modificare geneticamente un batterio e utilizzarlo per bloccare la trasmissione di infezioni che usano gli insetti come vettori, come nel caso delle mosche tse-tse. È l’obiettivo di un programma di ricerca, di cui viene pubblicato il resoconto sulla rivista “PLoS Genetics”, che ha permesso a un’équipe dell’Università dello Utah di chiarire alcuni meccanismi fondamentali del mutualismo tra batteri e insetti.

Lo studio è partito da una scoperta causale: un nuovo ceppo batterico che ha infettato un cittadino dello stato americano dell’Indiana durante un incidente di lavoro in campagna. Dal sequenziamento del genoma del patogeno è emerso che è molto simile a quello del genere Sodalis, un batterio in grado di vivere in simbiosi all’interno dell’organismo degli insetti.

Nel sangue, nelle cellule adipose o all’interno dell’intestino del 10 per cento di tutti gli insetti vivono simbioticamente vari batteri. Il vantaggio di questa simbiosi è, come sempre in natura, reciproco: il batterio ne ricava protezione e nutrimento, mentre l’insetto sfrutta alcuni nutrienti, quali vitamine B e aminoacidi, prodotte ai batteri. Talvolta i batteri producono addirittura tossine che consentono di combattere altri patogeni che colonizzano l’organismo dell’insetto, come i funghi, o di distruggere le uova depositate all’interno dell’insetto stesso da una vespa parassita.

I coleotteri della superfamiglia dei Curculionoidea, che vivono nutrendosi di frumento, sono un esempio di insetti che ospitano batteri simbiotici (Cortesia Kelly Oakeson, Università dello Utah)

Lo studio dei ricercatori dell’Università dello Utah ha permesso di verificare in particolare che il nuovo batterio, denominato Human Sodalis (HS), cresce facilmente in coltura. È nata così l’idea di crearne una versione geneticamente ingegnerizzata da utilizzare per combattere le infezioni veicolate dagli insetti. Proprio al genere Sodalis appartiene per esempio la specie che vive nella mosca tse-tse, un insetto che nelle regioni umide tropicali e subtropicali dell’Africa trasmette il plasmodio responsabile della malattia del sonno. Un’altra specie vive in simbiosi nell’organismo degli afidi, che trasmettono molti virus in grado di attaccare cereali di grande rilevanza per la nutrizione umana, come la soia. Gli studiosi hanno perciò ipotizzato di sostituire i ceppi di Sodalis che vivono negli insetti con ceppi di HS modificati in modo da interferire coi i meccanismi di trasmissione dei patogeni, ed evitare così pericolose infezioni.

Il nuovo studio, inoltre, corrobora l’ipotesi che gli insetti siano infettati da batteri patogeni provenienti da piante o animali presenti nell’ambiente in cui vivono, mediante un meccanismo indipendente per ciascun insetto. Una volta entrati nell’organismo degli insetti, i batteri diventano meno virulenti per fornire alcuni benefici ai loro ospiti, e invece di passare da un insetto all’altro, sono trasmessi dalla madre alla prole.