Il microbioma nasale alimenta la crescita di Staphylococcus aureus grazie alla condivisione di aminoacidi
Ricercatori della LMU di Monaco scoprono che i batteri nasali vicini forniscono tirosina a Staphylococcus aureus, indicando la strada per future terapie probiotiche volte a sostituire il patogeno.
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Il microbiologo Simon Heilbronner e il suo gruppo all'Università Ludwig Maximilian di Monaco hanno scoperto come i batteri nasali vicini possano nutrire direttamente il patogeno opportunista Staphylococcus aureus. Lo studio, pubblicato sulla rivista Microbiome, mette in luce un'importante innovazione biologica per comprendere la colonizzazione nasale e progettare comunità microbiche mirate a sostituire i microrganismi dannosi.
Scambio di tirosina nel naso umano
Uno studio guidato da Simon Heilbronner, professore di microbiologia al LMU Biocenter, dimostra che i batteri vicini nella cavità nasale non si limitano a sopprimere o a competere con i patogeni. In un articolo pubblicato da Phys.org, i ricercatori hanno mostrato che altri microrganismi nasali possono sostenere attivamente la sopravvivenza di Staphylococcus aureus producendo e rilasciando nutrienti essenziali. Il gruppo, che comprende la prima autrice Laura Camus, si è concentrato su come la disponibilità di nutrienti e il metabolismo batterico determinino se S. aureus si stabilisce in modo persistente nelle vie nasali umane.
«I nostri risultati mostrano che non possiamo semplicemente dividere il microbioma nasale in batteri “buoni” e “cattivi”. Ciò che conta è quali microrganismi convivono e quali nutrienti rendono disponibili gli uni agli altri o per cui competono.»
— Simon Heilbronner, professore di microbiologia al LMU Biocenter
Test su 512 ceppi umani di Staphylococcus aureus
L'interazione metabolica è emersa durante i test su 512 ceppi umani di S. aureus. Nell'ambiente povero di nutrienti delle vie nasali, alcuni ceppi dipendono interamente da un apporto esterno dell'aminoacido tirosina. Quando i ricercatori hanno aggiunto tirosina in eccesso, questa ha stimolato direttamente la crescita in 40 dei ceppi testati, come documentato da LMU Munich via Phys.org.
Questa dipendenza offre un vantaggio inatteso. Quando i batteri vicini forniscono tirosina a sufficienza, S. aureus conserva le proprie risorse metaboliche interrompendo la sintesi interna dell'aminoacido. Esperimenti successivi condotti su topi hanno confermato che queste specifiche differenze metaboliche modificano il modo in cui S. aureus colonizza i tessuti dell'ospite in presenza di altri batteri nasali.
Prospettive per il design dei probiotici e la proprietà intellettuale
La scoperta indica nuove strade per rimodellare il microbioma nasale invece di affidarsi soltanto agli antibiotici. Sebbene lo studio pubblicato non descriva alcuna domanda di brevetto né un prodotto commerciale, la mappatura di questi scambi metabolici getta le basi per futura proprietà intellettuale basata su comunità microbiche sintetiche. I trattamenti medici potrebbero impiegare batteri probiotici mirati, formulati per privare S. aureus delle risorse essenziali.
Come ha spiegato Heilbronner nel report di Phys.org, le terapie efficaci dovranno impedire che i cocktail di batteri benefici alimentino inavvertitamente il patogeno. Ciò che accadrà in seguito dipende da prove di laboratorio pensate per assemblare consorzi batterici stabili che consumino i nutrienti disponibili più rapidamente di S. aureus, negando sistematicamente al patogeno i composti di cui ha bisogno per colonizzare.
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