Quando i batteri sono in grado di respingere i pidocchi con l’aiuto di composti tossici, si forma una zona di inibizione intorno alla colonia batterica nei tappeti di pidocchi.In tutta la Svizzera le infezioni causate dal batterio della legionella sono in aumento. I ricercatori dell’Eawag hanno ora compilato un elenco di possibilità per contenere la crescita di questi organismi microbici nei sistemi di acqua potabile con l’aiuto di altri organismi viventi.
La legionella è un batterio a trasmissione idrica che si trova in molte tubature, soffioni doccia, sistemi di ventilazione, scaldabagni e torri di raffreddamento. Possono infettare l’uomo e causare la legionellosi se, ad esempio durante la doccia, penetrano nelle vie respiratorie sotto forma di sottili goccioline. Ma non è il caso di fare allarmismo, perché nella maggior parte dei casi la legionellosi è benigna. La febbre di Pontiac è simile all’influenza.
Tuttavia, il batterio può anche causare un tipo di infezione polmonare potenzialmente fatale, nota come legionellosi, nelle persone immunocompromesse. La legionellosi è ancora una malattia rara, sebbene il numero di infezioni in Svizzera sia raddoppiato negli ultimi dieci anni, raggiungendo i 600 casi all’anno. "Questo aumento è preoccupante", afferma Alessio Cavallaro, dottorando del gruppo di Microbiologia dell’acqua potabile diretto da Frederik Hammes.
Aggiunta di microrganismi innocui
Alessio Cavallaro e i suoi colleghi hanno appena pubblicato un articolo di sintesi sul cosiddetto controllo probiotico della Legionella. "La nostra definizione di "probiotico" è l’aggiunta mirata di microrganismi innocui per alterare la composizione microbica del sistema e contenere la crescita degli agenti patogeni", scrivono gli scienziati nel loro articolo. Aspetti, microbi nell’acqua potabile che le autorità monitorano regolarmente per la "sicurezza batteriologica"
Ridendo, Alessio Cavallaro spiega: "Noi microbiologi sappiamo che gli ambienti sterili non esistono. Nell’acqua potabile vive una comunità di organismi piuttosto variegata. Questa diversità vivente colonizza i tubi e forma i cosiddetti biofilm sulle loro pareti. Pertanto, le interazioni biologiche tra i più piccoli organismi viventi sono diverse quasi quanto la composizione delle specie nel biofilm. Ed è proprio qui, in questo mondo scivoloso, che la legionella è di casa. "Questo microbo non è un inquinamento esterno al sistema, ma fa parte del microbioma naturale dei tubi", aggiunge Frederik Hammes.
Il ciclo di vita della legionella si divide in due fasi. In collaborazione con altri batteri, partecipano alla formazione del biofilm dove rimangono fino a quando non vengono assorbiti da un’ameba o da un altro unicellulare. Grazie a un trucco (di cui ora si conoscono i dettagli molecolari), alcune legionelle non si nutrono, ma si insediano in un compartimento separato della cellula ospite dove iniziano la seconda fase del loro ciclo vitale.
All’interno della loro cellula ospite, le legionelle non sono solo protette dal calore e dai veleni chimici. Inoltre, trovano tutte le sostanze organiche di cui hanno bisogno per riprodursi. "A questo proposito, le legionelle sono piuttosto selettive. Dipendono da molti aminoacidi che non possono produrre da soli", spiega Alessio Cavallaro. La fase di riproduzione termina quando la cellula ospite esplode e i numerosi nuovi batteri della legionella devono trovare una nicchia nel biofilm.
Utilizzare le interazioni nell’universo microbiologico
Nel loro articolo, i ricercatori spiegano come questo ciclo di vita possa essere interrotto: Quando le singole cellule sono già infettate da altri batteri, ad esempio, diventa più difficile per le legionelle riprodursi all’interno della cellula, perché devono condividere le preziose risorse della cellula ospite con gli altri intrusi. Nell’articolo di sintesi sono menzionati anche altri approcci. In Francia, un’azienda sta testando particolari amebe che, a quanto pare, non si lasciano ingannare dal trucco della legionella e la divorano invece di lasciarla riprodurre nel loro corpo. Tuttavia: "Le prove scientifiche indipendenti dell’efficacia di questo approccio sono ancora limitate", avverte Alessio Cavallaro.
Nel loro lavoro, Alessio Cavallaro e Frederik Hammes si concentrano innanzitutto su un altro aspetto dell’universo microbiologico: la capacità di molti batteri di produrre composti tossici - come gli antibiotici - per inibire la crescita dei loro concorrenti gioca un ruolo importante nel biofilm. Per le loro ricerche di laboratorio, gli scienziati inoculano piastre di coltura colonizzate dalla Legionella con vari batteri. Nei punti in cui si forma una zona trasparente intorno alla goccia nel tempo, gli altri microbi sono stati in grado di inibire la crescita della legionella.
"Speriamo di poter dedurre le misure di controllo della legionella da questa conoscenza delle interazioni ecologiche", afferma Frederik Hammes. Tuttavia, al momento si tratta solo di progetti. Ad oggi, le strategie probiotiche sono ancora lontane dall’impiego pratico nei sistemi di acqua potabile. Gli approcci, che si dimostrano promettenti su piastre di coltura batterica, devono prima essere testati gradualmente in contenitori più grandi e poi in sistemi pilota di acqua potabile.
Tuttavia, i ricercatori si stanno già chiedendo come il loro lavoro sarà percepito dalla società. "Abbiamo bisogno di una buona comunicazione per spiegare al pubblico che non si tratta di eliminare i batteri dai sistemi, perché è impossibile", afferma Frederik Hammes. "L’intento degli approcci probiotici è piuttosto quello di modificare la natura delle comunità batteriche in modo mirato".
