I biofilm di batteri si difendono con le armi chimiche

A cura di Maurizio Melis

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I batteri non amano la vita da single. Per la maggior parte preferiscono vivere in strutture sociali. A volte queste aggregazioni sono composte da individui di una sola specie; più frequentemente sono comunità multietniche, in cui ogni specie batterica svolge compiti specifici un po' come accade per i diversi tessuti in un organismo superiore.
Queste strutture prendono il nome di "biofilm", e sono la forma di organizzazione sociale di maggior successo sul pianeta, se consideriamo che i batteri sono di gran lunga la forma di vita più diffusa. Si tratta infatti di comunità accoglienti: democratiche, cooperative, e spietate nel difendersi, tanto da ricorrere alle armi chimiche.

L'importanza dei biofilm è stata riconosciuta solo recentemente. Ma è noto da tempo che la maggior parte dei batteri è posta di fronte alla scelta tra due stili di vita ben distinti. O vivono solitari, fluttuando liberi nell'ambiente; o si aggregano a formare biofilm. Nel primo caso sono facili prede delle condizioni ambientali e dei nemici naturali, come i fagociti, i predatori del mondo microscopico che si nutrono, appunto, di batteri; come alcune cellule del nostro sistema immunitario, specializzate nella caccia ai batteri, e come le Amebe, che non a caso si possono considerare il sistema immunitario del mare, divorando qualunque battere fluttuante incontrino.

Quando invece i batteri si uniscono a formare biofilm, oltre ad altri numerosi vantaggi che ottengono dalla cooperazione, acquisiscono una impressionante resistenza alle minacce dell'ambiente: l'organizzazione delle difese inizia subito, non appena i primi batteri si uniscono e si legano a qualche substrato, e una volta che il sistema difensivo diviene operativo, il biofilm diventa inattaccabile: non ci sono antibiotici, disinfettanti o difese immunitarie che tengano.

Niente da fare, quindi, anche per le amebe. Come è emerso da uno studio dell'Helmholtz Centre for Infection Research, in Germania, che ha messo a fuoco il problema, con un'indagine su batteri marini, mostrando un volto dei biofilm fin qui sconosciuto. La sorpresa è stata il meccanismo di difesa, che si credeva passivo, cioè del tipo "alzo un muro alto e spesso intorno alla colonia per difenderla dagli attacchi". Quel che è emerso, invece, è che i batteri, il cui comportamento all'interno dei biofilm muta radicalmente rispetto alla vita solitaria, si difendono attivamente. Mettendo assieme le energie secernono un pigmento tossico, la "Violaceina" che paralizza immediatamente, e spesso uccide, qualunque ameba si nutra anche di una sola cellula della colonia: una specie di nervino per amebe. Indice della presenza di questa violaceina, una leggera colorazione porpora.

La scoperta, oltre a svelare un comportamento sconosciuto dei biofilm, potrebbe avere ricadute in ambito medico. Da un lato, infatti, i biofilm rappresentano una delle forme di contaminazione batterica più ostiche da combattere. E' per questo fondamentale capire come si difendono dagli attacchi, per poterne mettere a punto di mirati. Da una prospettiva diametralmente opposta, proprio queste proprietà dei biofilm potrebbero rivelarsi utili per contrastare tutta una classe di microrganismi, parenti più o meno prossimi dell'ameba, che parassitano il corpo umano causando gravi patologie come la malaria e la malattia del sonno. La microscopica guerra è appena iniziata.