Paride, il virus che uccide i batteri dormienti

Il suo nome è Paride, ma non si tratta di un eroe del mondo greco ma di quello che in gergo viene definito "fago", un virus che appartiene alla famiglia di quelli che attaccano i batteri. Ma non solo, Paride ha una caratteristica speciale, è infatti "il primo descritto in letteratura, che ha dimostrato di attaccare i batteri in uno stato dormiente". A isolare il virus in Svizzera con un team del Biozentrum dell'Università di Basilea, sotto la guida del professore del Politecnico federale (Eth) di Zurigo Alexander Harms, è stato un giovane ricercatore, Enea Maffei. La terapia combinata fago Paride-antibiotico ha dimostrato il potenziale di sradicare germi 'in letargo' sia sulla piastra da laboratorio in colture in vitro, sia nel modello murino, nei topi.

In natura, spiegano gli esperti, la maggior parte dei batteri vive con il minimo indispensabile. Se sperimentano carenza di nutrienti o stress, interrompono il loro metabolismo in modo controllato ed entrano in uno stato di riposo. In questa modalità di 'stand-by' hanno ancora luogo alcuni processi metabolici che consentono ai microbi di percepire l'ambiente e reagire agli stimoli, ma la crescita e la divisione sono sospese. Ciò protegge anche i batteri, ad esempio, dagli antibiotici o dai virus che predano esclusivamente i batteri, i fagi appunto, i quali sono considerati una possibile alternativa a quegli antibiotici che non sono più sufficientemente efficaci a causa del fenomeno della resistenza. Finora gli scienziati concordavano sul fatto che i fagi infettano con successo i batteri solo quando questi ultimi sono in crescita.

I ricercatori dell'Eth di Zurigo però si sono chiesti se l'evoluzione avesse prodotto batteriofagi specializzati in batteri dormienti. E hanno iniziato la loro ricerca nel 2018. Ora, in una nuova pubblicazione sulla rivista 'Nature Communications', mostrano che questi 'mitologici' fagi, sebbene rari, esistono davvero. Una scoperta nata da quello che gli autori definiscono un colpo di fortuna. Quando nel 2018 Harms e il suo team avviarono il progetto, erano convinti che avrebbero isolato entro il primo anno intorno a 20 diversi fagi che attaccano i dormienti. Ma non è stato così: solo nel 2019 Maffei, dottorando di Harms, ha isolato un nuovo virus precedentemente sconosciuto, poi da loro battezzato Paride. Questo virus è stato trovato dentro materiale vegetale in decomposizione in un cimitero vicino a Riehen (Cantone di Basilea Città). Il virus scoperto dai ricercatori infetta un batterio che può essere molto pericoloso: Pseudomonas aeruginosa. Vari ceppi colonizzano le acque, le piante, il suolo, e le persone. Nel corpo umano, alcuni ceppi possono causare gravi malattie respiratorie come la polmonite, che possono essere fatali.

Agli scienziati che lo hanno studiato non è ancora chiaro come faccia il fago Paride a cogliere di sorpresa i germi dormienti di P. aeruginosa. Sospettano che la strategia sia quella di risvegliarli dal loro sonno profondo, utilizzando una chiave molecolare specifica, e poi dirottare il meccanismo di moltiplicazione della cellula per la propria riproduzione. Il prossimo passo sarà dunque chiarire i geni o le molecole che sono alla base di questo meccanismo di risveglio. Sulla base di ciò, gli studiosi potrebbero sviluppare sostanze in provetta che assumono il controllo del processo di risveglio. Tale sostanza potrebbe poi essere combinata con un opportuno antibiotico che elimini completamente i batteri. "Ma siamo solo all'inizio. L'unica cosa che sappiamo per certo è che non sappiamo quasi nulla", puntualizza Harms.

Intanto però i primi test mostrano un effetto. Per testare la potenza di fuoco di Paride, i ricercatori lo hanno accoppiato con un antibiotico chiamato meropenem. In vitro il virus è stato in grado di uccidere il 99% di tutti i batteri dormienti, ma ne ha lasciato vivo l'1%. Solo la combinazione dei fagi Paride e del meropenem è riuscita a eliminare completamente la coltura batterica. In un ulteriore esperimento condotto con Nina Khanna dell'Ospedale universitario di Basilea, Maffei ha testato questa combinazione su topi con un'infezione cronica: né il fago né l'antibiotico da soli hanno funzionato particolarmente bene, ma l'interazione tra loro si è rivelata molto efficace anche negli organismi viventi. "Ciò dimostra che la nostra scoperta non è solo un artefatto di laboratorio, ma potrebbe anche avere rilevanza clinica", afferma Maffei.

Di terapia 'fagica' si discute da tempo. Ricercatori e medici sperano di essere in grado di utilizzare un giorno i fagi per sostituire gli antibiotici diventati inefficaci. Tuttavia, mancano ancora ampie applicazioni. "Quello che abbiamo al momento sono per lo più casi di studio individuali", afferma Harms. Studi condotti da ricercatori del Queen Astrid Military Hospital di Bruxelles hanno dimostrato che il trattamento ha migliorato le condizioni di tre quarti dei pazienti e che è riuscito a eliminare i batteri nel 61%. Significa però anche che in 4 pazienti su 10 non è stato possibile eliminare i germi con la terapia fagica. "Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che molti batteri nel corpo sono in uno stato dormiente, soprattutto nel caso di infezioni croniche, e quindi i fagi non riescono a penetrarli", afferma Harms. Da qui il ruolo strategico che potrebbero avere quelli come Paride, anche nelle infezioni da ceppi non resistenti.

"Sarebbe importante conoscere lo stato fisiologico dei batteri in questione". E poter usare quindi "i fagi giusti, combinati con gli antibiotici, in modo mirato. Tuttavia, è necessario sapere esattamente come un fago attacca un batterio prima. Sappiamo ancora troppo poco" di loro, spiega Harms. Ecco perché nei prossimi anni i ricercatori studieranno esattamente come il nuovo fago fa uscire i batteri dal sonno profondo, li infetta e li rende sensibili agli antibiotici.