I virus che si sono evoluti nell’ambiente unico della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) dimostrano una maggiore efficacia nell’uccidere i batteri una volta riportati sulla Terra. I risultati, pubblicati su PLOS Biology il 13 gennaio, rivelano come la microgravità altera radicalmente la corsa evolutiva tra i batteri e i virus che li infettano (fagi). Questa ricerca non riguarda solo la biologia spaziale; ha implicazioni dirette per lo sviluppo di trattamenti più potenti contro i batteri resistenti agli antibiotici sulla Terra.
Il cambiamento evolutivo nella microgravità
Batteri e fagi sono impegnati in una costante corsa agli armamenti: i batteri evolvono le difese, i fagi evolvono i modi per aggirarle. Ma questa competizione si svolge diversamente nello spazio, dove la mancanza di gravità crea un processo evolutivo più lento e deliberato. I ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison hanno confrontato E. coli infette dal fago T7 sulla ISS rispetto a gruppi di controllo identici sulla Terra.
Lo studio conferma le ipotesi precedenti secondo cui i cicli di infezione dei fagi sono più lenti in condizioni di microgravità a causa della ridotta miscelazione dei fluidi. Sulla Terra, la gravità agita i fluidi, garantendo un contatto costante tra batteri e virus. Nello spazio, questa miscelazione non avviene in modo naturale, costringendo i fagi ad adattarsi a un ritmo più lento e a diventare più efficienti nel legarsi ai batteri.
Le mutazioni genetiche aumentano la potenza virale
Il sequenziamento dell’intero genoma ha rivelato che sia i batteri che i fagi sulla ISS hanno accumulato mutazioni genetiche uniche non osservate nei campioni coltivati sulla Terra. I virus spaziali hanno sviluppato mutazioni che hanno aumentato la loro capacità di infettare i batteri e di legarsi ai recettori batterici. Contemporaneamente, E. coli hanno sviluppato difese contro questi attacchi, tra cui l’alterazione dei loro recettori per resistere all’infezione dei fagi e il miglioramento della sopravvivenza in condizioni di microgravità.
I ricercatori hanno poi utilizzato la scansione mutazionale profonda per analizzare i cambiamenti nelle proteine che si legano ai recettori dei virus. Sorprendentemente, i fagi adattati allo spazio, quando riportati sulla Terra, hanno mostrato una attività aumentata contro E. coli , in particolare quelli che causano comunemente infezioni del tratto urinario. Questo risultato inaspettato dimostra che le pressioni evolutive dello spazio possono produrre virus con maggiore potere letale negli ambienti terrestri.
“È stata una scoperta fortuita”, ha detto l’autore principale dello studio Srivatsan Raman. “Non ci aspettavamo che i fagi [mutanti] che abbiamo identificato sulla ISS avrebbero ucciso gli agenti patogeni sulla Terra.”
Implicazioni per la terapia fagica
Questi risultati hanno implicazioni significative per la terapia fagica, un trattamento emergente che utilizza virus per uccidere i batteri o migliorare l’efficacia degli antibiotici. Gli esperti suggeriscono che comprendere come i fagi si adattano alla microgravità a livello genetico potrebbe aiutare a ottimizzare le strategie antibiotiche sulla Terra.
Charlie Mo, assistente professore presso l’Università del Wisconsin-Madison, osserva che, sebbene la ricerca si mostri promettente, il costo degli esperimenti spaziali o della simulazione della microgravità rimane una sfida. Tuttavia, i potenziali benefici si estendono oltre le applicazioni legate alla Terra; Terapie fagiche più efficaci potrebbero essere cruciali per la salute degli astronauti durante le missioni spaziali di lunga durata.
In conclusione, questo studio evidenzia i vantaggi inaspettati della ricerca spaziale per la medicina terrestre. Studiando come i virus si evolvono in condizioni di microgravità, gli scienziati stanno scoprendo nuovi modi per combattere la resistenza agli antibiotici e migliorare le terapie fagiche, sia sulla Terra che nel cosmo.
