lunedì 17 dicembre 2012

Scienza, nanoparticelle a caccia di proteine sulla superficie dei batteri


La resistenza agli antibiotici costituisce un problema generale, sul quale l'Organizzazione mondiale della sanità ha lanciato un allarme globale. Finora la minaccia della resistenza dei batteri agli antibiotici è stata sottovalutata, ma se non si corre ai ripari, la situazione potrebbe aggravarsi fino a un punto di non ritorno. Uno studio multidisciplinare, coordinato da un gruppo del Dipartimento di Bioscienze della Statale, mette a punto una nuova tecnologia per "catturare" le proteine sulla superficie dei batteri, molto promettente per lo sviluppo di nuovi antibiotici e vaccini.

In uno studio multidisciplinare finanziato da Fondazione Cariplo, Commissione Europea e Fondazione per la Ricerca sulla Fibrosi Cistica (Verona) e coordinato da Giovanni Bertoni del Dipartimento di Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano, in collaborazione con Francesco Bonomi e il suo gruppo al DeFENS (sempre all’Università degli Studi di Milano), Pierluigi Mauri dell’Istituto di Tecnologie Biomediche (CNR-ITB; Segrate) e Alessandra Bragonzi dell’Ospedale San Raffaele, è stata messa a punto una nuova tecnologia per la cattura e l’identificazione di proteine esposte sulla superficie delle cellule batteriche. 

La busta cellulare batterica è strutturata altamente multistrato per garantire l'integrità delle cellule e la protezione dalle avversità ambientali, sostenendo il passaggio in-out di sostanze nutritive e rifiuti. Nei batteri Gram-negativi, lo strato superficiale è costituito da una membrana esterna (OM) di fosfolipidi e lipopolisaccaridi. OM delimita uno spazio periplasmatico che comprende uno strato di peptidoglicano. Infine, lo strato inferiore è un fosfolipide di membrana interna (IM) che è in contatto con il citoplasma. Le proteine ​​svolgono ruoli fondamentali nelle funzioni busta e possono localizzare in un livello di dotazione specifica.

Le proteine esposte sulla superficie delle cellule batteriche sono le prime ad essere viste dal sistema immunitario. Inoltre giocano un ruolo chiave nel processo di infezione, nella virulenza ed in generale nella fisiologia batterica. Una loro accurata identificazione permette di accelerare lo sviluppo di nuovi antibiotici e di vaccini atti a contrastare le infezioni batteriche. Questa procedura messa a punto nello studio appena pubblicato su PlosOne fa uso di nanoparticelle magnetiche derivatizzate capaci di stabilire legami covalenti con le proteine.

Una volta che si adagiano sulla superifice di cellule intere, le nanoparticelle "catturano" covalentemente proteine adiacenti che vengono poi identificate mediante tecniche di spettrometria di massa. In un test comparativo, questa tecnica si è rivelata più efficiente ed accurata nell’identificare nuove proteine di superficie rispetto a procedure precedenti. La metodologia di cattura di proteine di superficie mediante nanoparticelle - già prontamente applicabile ad altri batteri patogeni - è stata a messa a punto nello specifico su Pseudomonas aeruginosa, un importante patogeno opportunista umano. Abstract della ricerca: http://bit.ly/1yP0R5I.

Analisi al microscopio elettronico di cellule di P. aeruginosa trattate con NPs


Via: Unimi
Foto credit: PlosOne

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