Il Cnr studia in tempo reale il comportamento di Staphylococcus aureus
Comprendere come si muovono e reagiscono i batteri a livello microscopico può aprire nuove strade nella lotta alle infezioni, soprattutto quelle resistenti agli antibiotici. È in questa direzione che si muove uno studio pionieristico condotto dal Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr), che ha applicato una tecnica innovativa chiamata nanomotion sensing per osservare in tempo reale il comportamento dello Staphylococcus aureus, uno dei patogeni più problematici in ambito clinico.
La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Scientific Reports, è stata realizzata da un team interdisciplinare che ha coinvolto l’Istituto di struttura della materia del Cnr di Roma (Cnr-Ism), l’Istituto di biofisica del Cnr di Pisa (Cnr-Ibf), l’Università di Urbino Carlo Bo e l’Università di Parma.
Monitorare i nanomovimenti per capire il metabolismo batterico
Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a rilevare i nanomovimenti di Staphylococcus aureus, ovvero vibrazioni su scala nanometrica direttamente correlate alla sua attività metabolica. Grazie al nanomotion sensing, è stato possibile osservare oscillazioni coordinate e frequenze ben definite, che riflettono il comportamento fisiologico del batterio in diverse condizioni ambientali.
Al centro dello studio vi è il ruolo del ferro, un micronutriente essenziale per la crescita e la sopravvivenza dei batteri. “Il ferro è cruciale per numerosi processi fisiologici, inclusa la motilità batterica”, spiega Giovanni Longo, ricercatore del Cnr-Ism e coordinatore dello studio insieme a Simone Dinarelli e Marco Girasole.
Ferro e resistenza: due ceppi a confronto
I ricercatori hanno analizzato due ceppi distinti di Staphylococcus aureus: un ceppo wild type e un ceppo mutante incapace di produrre siderofori, molecole fondamentali per l’assorbimento del ferro. Entrambi sono stati studiati in condizioni di presenza e assenza di ferro, consentendo di evidenziare una correlazione diretta tra disponibilità di questo elemento e attività metabolica.
I risultati ottenuti con il nanomotion sensing sono stati confermati attraverso saggi biochimici, analisi fenotipiche, microscopia ottica e metodi di crescita convenzionali come la misurazione dell’OD600, rafforzando la solidità dei dati sperimentali.
Nuove strategie terapeutiche contro i batteri resistenti
Le oscillazioni osservate dimostrano in modo chiaro che il metabolismo del ferro influenza direttamente la motilità e la vitalità del batterio. Questo apre scenari promettenti per lo sviluppo di nuove terapie antibatteriche, non più basate esclusivamente sugli antibiotici tradizionali ma orientate a colpire i meccanismi metabolici fondamentali dei patogeni.
“Il nanomotion sensing si conferma uno strumento estremamente potente per analizzare le vibrazioni cellulari e per studiare in profondità la relazione tra omeostasi del ferro e comportamento batterico”, sottolinea ancora Giovanni Longo. “Interrompere il metabolismo del ferro potrebbe rappresentare una strategia efficace per disabilitare i batteri”.
Un passo avanti nella lotta alle infezioni batteriche
Oltre a fornire nuove conoscenze su Staphylococcus aureus, noto per la sua capacità di sviluppare resistenze multiple agli antibiotici, lo studio suggerisce che il controllo dell’omeostasi del ferro possa diventare un approccio terapeutico chiave anche per altre infezioni batteriche, in particolare quelle causate da ceppi antibiotico-resistenti.
La ricerca del Cnr dimostra come l’integrazione tra nanotecnologie, biofisica e microbiologia possa offrire strumenti innovativi per affrontare una delle sfide sanitarie più urgenti del nostro tempo.
