A bordo della Stazione spaziale internazionale (Iss) i virus che attaccano i batteri, anche noti come fagi, sono in grado di infettare l’ospite Escherichia coli anche in condizioni di microgravità. Ma le dinamiche delle loro interazioni sono molto differenti da quelle che conosciamo qui sulla Terra. A dimostrarlo in un nuovo studio apparso sulle pagine di Plos Biology è stato un team di ricerca dell’Università del Wisconsin-Madison, negli Stati Uniti, i cui risultati non solo contribuiscono a far luce sul rapporto tra virus e batteri nello Spazio, ma potrebbero tornare utili anche per la nostra salute.
Virus e batteri
Le interazioni tra i fagi, ossia i virus che infettano i batteri, e i loro ospiti, come per esempio Escherichia coli, svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi microbici. Sebbene queste interazioni virus-batteri siano state ampiamente studiate sulla Terra, sappiamo che le condizioni di microgravità che ci sono sulla Stazione spaziale internazionale alterano la fisiologia e la fisica delle loro dinamiche. Tuttavia, finora, poche ricerche hanno provato a studiare e documentare nel dettaglio come queste interazioni differiscano nello Spazio.
Sulla Stazione spaziale internazionale
Per colmare questa lacuna, i ricercatori del nuovo studio hanno confrontato due serie di campioni di Escherichia coli infettati con un fago noto come T7: una serie cresciuta sulla Terra e l’altra a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Le successive osservazioni dei campioni sulla Iss hanno mostrato che, dopo un ritardo iniziale, il fago T7 ha infettato con successo Escherichia coli. Tuttavia, il sequenziamento del genoma ha rivelato mutazioni genetiche insolite sia batteriche che virali tra i campioni cresciuti nella Iss rispetto alle loro controparti terrestri. “I microbi continuano a evolversi in condizioni di microgravità e lo fanno in modi non sempre prevedibili dagli esperimenti condotti sulla Terra”, ha commentato a Gizmodo l’autore principale Vatsan Raman.
Le strane dinamiche
In particolare, i fagi a bordo della Stazione spaziale internazionale hanno accumulato mutazioni specifiche che possono aumentare la loro infettività e la loro capacità di legarsi ai recettori presenti sulle cellule batteriche. Sempre sulla Iss, anche Escherichia coli ha accumulato mutazioni che, questa volta, possono rafforzare le difese contro l’infezione dei fagi e migliorare la sua sopravvivenza. Inoltre, applicando una tecnica chiamata scansione mutazionale profonda per esaminare più da vicino i cambiamenti nella proteina legante il recettore T7, che svolge un ruolo chiave nell’infezione, i ricercatori hanno scoperto ulteriori differenze tra le condizioni di microgravità e quelle terrestri. Questi cambiamenti nello Spazio sono stati poi collegati a una maggiore attività contro i ceppi di Escherichia coli resistenti al T7, che causano infezioni del tratto urinario negli esseri umani.
Oltre lo spazio
Oltre ad avere implicazioni per le missioni spaziali, in particolare quelle di lunga durata, i nuovi risultati quindi potrebbero anche essere utili per la nostra salute. “La conclusione principale è che la microgravità non solo ritarda l’infezione da parte dei fagi, ma rimodella anche il modo in cui fagi e batteri si evolvono”, ha concluso Raman. “Spero che questo lavoro incoraggi i ricercatori a pensare allo Spazio non solo come un luogo in cui riprodurre esperimenti terrestri, ma come un ambiente fisico diverso in grado di scoprire nuove conoscenze biologiche, intuizioni che alla fine si ripercuotono positivamente sulla ricerca e sulle applicazioni qui sulla Terra”.
