Un team dell’Università di Würzburg ha svelato per la prima volta come l’Escherichia coli riesce a infiltrarsi nelle cellule della prostata. La scoperta apre la strada a nuove terapie non antibiotiche per la prostatite batterica, un’infezione che colpisce circa l’1% degli uomini nel mondo ed è causata principalmente dal batterio Escherichia coli.
L’infezione si sviluppa quando i batteri risalgono dall’uretra o dalla vescica fino alla prostata, dove riescono a sopravvivere nascondendosi all’interno delle cellule, eludendo sia il sistema immunitario che gli antibiotici. Per questa ragione più della metà dei pazienti subisce una ricaduta entro un anno, anche dopo lunghi trattamenti antibiotici ad alte dosi.
Sulla corretta assunzione di questi medicinali, leggi anche come usare gli antibiotici durante l’influenza.
La mini-prostata che ha svelato il mistero
Fino a oggi studiare le infezioni prostatiche era estremamente difficile per mancanza di modelli di laboratorio che riproducessero fedelmente il tessuto reale. Il gruppo di ricerca guidato da Carmen Aguilar, dell’Istituto di biologia molecolare delle infezioni dell’Università di Würzburg, ha sviluppato un organoide, una sorta di mini-prostata coltivata in laboratorio a partire da cellule staminali adulte. Questo modello riproduce fedelmente la struttura e la diversità cellulare dell’epitelio prostatico, permettendo agli scienziati di osservare ogni fase dell’infezione in condizioni realistiche e controllate.
I risultati dello studio sono stati pubblicati il 7 gennaio sulla rivista Nature Microbiology.
Il meccanismo chiave-serratura che permette l’infezione
Un primo punto fondamentale è che l’Escherichia coli non attacca in modo casuale, ma segue una strategia altamente organizzata che sfrutta un punto debole specifico dell’architettura cellulare della prostata. Il batterio concentra il proprio attacco su un tipo particolare di cellula, le cosiddette cellule luminali, che rivestono i dotti ghiandolari della prostata e rappresentano il primo punto di contatto quando i batteri raggiungono l’organo.
L’invasione funziona secondo un principio chiave-serratura: la proteina batterica FimH agisce come una chiave che si inserisce perfettamente in una serratura presente sulla superficie delle cellule luminali. I ricercatori hanno identificato questa serratura nel recettore prostatico specifico Ppap, acronimo inglese di fosfatasi acida prostatica specifica. Solo quando la proteina batterica FimH si lega a questo recettore prostatico, i batteri riescono a entrare nelle cellule, moltiplicarsi al sicuro all’interno e generare l’infezione.
Gli esperimenti condotti su organoidi knockout, ovvero privati del recettore Ppap attraverso la tecnologia Crispr/Cas9, hanno dimostrato una riduzione significativa dell’invasione batterica e della replicazione intracellulare rispetto alle cellule normali. Questo conferma il ruolo essenziale del recettore Ppap nel permettere la massima invasione da parte dell’E. coli.
Un modo innovativo per bloccare l’infezione
Il team non si è fermato alla scoperta del percorso d’infezione, ma ha anche identificato un modo per bloccarlo utilizzando una semplice molecola di zucchero chiamata D-mannosio. Questo zucchero, già utilizzato per prevenire e trattare le infezioni della vescica, agisce come una “serratura finta”. La chiave batterica si lega a queste molecole di zucchero innocue invece che ai recettori sulle cellule prostatiche, bloccando di fatto l’invasione. Nei test di laboratorio, la somministrazione di D-mannosio ha già portato a una riduzione significativa dell’infezione.
Verso terapie alternative agli antibiotici
La scoperta arriva in un momento cruciale, considerando che l’Italia è la maglia nera d’Europa per antibiotico-resistenza insieme a Grecia e Romania, con 30-40 mila persone che muoiono ogni anno nel Belpaese a causa di quella che l’infettivologo Matteo Bassetti ha definito “una pandemia silenziosa” in occasione dell’evento ‘Salute e sanità, il doppio binario’ organizzato lo scorso aprile dall’Adnkronos.
La gonorrea super-resistente, l’E. coli e altri patogeni stanno sviluppando resistenze a tutti gli antibiotici disponibili, rendendo sempre più urgente la ricerca di terapie alternative.
La ‘mini prostata’ sviluppata dal team di Würzburg rappresenta un nuovo e potente strumento per studiare le infezioni prostatiche raggiungendo un livello di dettaglio senza precedenti. Il gruppo di Aguilar sta già indagando come l’E. coli riesca a sopravvivere e moltiplicarsi all’interno delle cellule dopo l’invasione, ed estendendo l’approccio ad altri patogeni rilevanti come Klebsiella e Pseudomonas.
“Alla luce dell’attuale crisi di resistenza agli antibiotici, il nostro obiettivo è sviluppare nuove terapie in grado di combattere l’E. coli e altri batteri senza ricorrere agli antibiotici”, ha dichiarato Carmen Aguilar ricordando che “Per raggiungere questo scopo, dobbiamo prima comprendere pienamente come funzionano queste infezioni”. In tal senso, la ricerca da lei coordinata rappresenta un enorme passo avanti per la ricerca.
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