I batteri sono ovunque, vivono nel terreno e nell’acqua, sulla nostra pelle e nei nostri corpi, alcuni sono patogeni, il che significa che causano malattie o infezioni. I ricercatori per progettare trattamenti efficaci contro i patogeni, devono sapere quali geni specifici sono responsabili della patogenicità.
Gli scienziati possono identificare i geni patogeni attraverso l’ingegneria genetica, ciò comporta l’aggiunta di DNA artificiale in una cellula batterica. Tuttavia, il problema è che i batteri hanno sviluppato complessi sistemi di difesa per proteggersi dagli intrusi in particolare il DNA estraneo. Gli attuali metodi d’ingegneria genetica spesso mascherano il DNA creato dall’uomo come DNA batterico per contrastare queste difese, ma il processo richiede modifiche molto specifiche, è costoso e richiede tempo.
Il dottor Christopher Johnston e i suoi colleghi del Forsyth Institute, in un articolo pubblicato di recente negli Atti della rivista PNAS, descrivono una nuova tecnica per ingegnerizzare geneticamente i batteri rendendo il DNA umano invisibile alle difese del batterio. In teoria, il metodo può essere applicato a quasi tutti i tipi di batteri.
Christopher Johnston, autore principale dello studio, è un ricercatore della Divisione vaccini e malattie infettive presso il Fred Hutchinson Cancer Research Center, ha detto:
«La cellula batterica quando rileva che è stata penetrata da DNA estraneo, distrugge rapidamente il trasgressore. I batteri vivono sotto costante minaccia di attacco da parte di un virus, quindi hanno sviluppato difese incredibilmente efficaci contro tali minacce.
Il problema è che quando gli scienziati vogliono collocare il DNA umano nei batteri, si confrontano con gli stessi sistemi di difesa che proteggono i batteri da un virus: per superare questa barriera, aggiungono modifiche specifiche per mascherare il DNA creato dall’uomo e indurre il batterio a pensare che l’intruso faccia parte del suo stesso DNA. Il metodo a volte funziona ma può richiedere molto tempo e risorse».
La strategia di Christopher Johnston è diversa, invece di aggiungere un travestimento al DNA creato dall’uomo, rimuove un componente specifico della sua sequenza genetica chiamato motivo. Il sistema di difesa batterica ha bisogno di questo motivo per essere presente per riconoscere il DNA estraneo e per innescare un contrattacco efficace. Rimuovendo il motivo, il DNA creato dall’uomo diventa essenzialmente invisibile al sistema di difesa del batterio.
Il nuovo metodo richiede meno tempo e meno risorse rispetto alle tecniche attuali. Christopher Johnston nello studio come modello ha usato i batteri di Staphylococcus aureus, la strategia che ha sviluppato può essere utilizzata per aggirare questi importanti sistemi di difesa che esistono nell’80-90% dei batteri conosciuti oggi.
Christopher Johnston in conclusione ha detto:
«Il nuovo strumento d’ingegneria genetica apre le possibilità di ricerca su batteri che non sono stati ben studiati prima. Poiché gli scienziati hanno una quantità limitata di tempo e risorse, tendono a lavorare con i batteri che sono già stati infranti: con questo nuovo strumento, è stato risolto un importante ostacolo alla rottura del DNA batterico, i ricercatori possono utilizzare il metodo per progettare batteri clinicamente più rilevanti».
Gary Borisy, ricercatore senior presso il Forsyth Institute, collaboratore dello studio, ha detto:
«I batteri sono i motori del nostro pianeta, la capacità di ingegnerizzare i batteri ha profonde implicazioni per la medicina, l’agricoltura, l’industria chimica e per l’ambiente».
