Proteina batterica trovata nel tratto urogenitale: correlata con ridotta fertilità e difetti congeniti

Le correlazioni della proteina batterica trovata 

Uno studio condotto da un team di ricercatori dell’Istituto di Virologia Umana (IHV) dell’Università di Medicina del Maryland (UMSOM), centro di eccellenza del Global Virus Network (GVN), ha pubblicato nuove scoperte che sottolineano il ruolo cruciale del microbiota urinario e genitale nelle complicanze della gravidanza e nell’instabilità dei geni che ha origine nell’utero durante lo sviluppo fetale.

Lo studio, pubblicato il 17 luglio nelle Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), ha stabilito un nuovo collegamento tra l’instabilità della struttura dei geni, la ridotta fertilità e una proteina proveniente da Mycoplasma fermentans, un tipo di batterio che comunemente colonizza il tratto urogenitale umano. La ricerca è stata guidata da Davide Zella, PhD, professore associato di biochimica e biologia molecolare presso l’IHV dell’UMSOM, e da Robert Gallo, MD, professore di medicina distinto Homer & Martha Gudelsky, cofondatore e direttore emerito dell’IHV dell’UMSOM, nonché cofondatore e presidente del Comitato di leadership scientifica del Global Virus Network.

I risultati portano alla luce novità importanti

“I nostri risultati non solo ampliano la nostra comprensione dell’interazione tra il microbiota del tratto urogenitale e la salute riproduttiva umana, ma gettano anche luce sul contributo precedentemente non identificato del microbiota umano alle anomalie genetiche“, ha affermato la prima autrice dello studio, Francesca Benedetti, PhD, ricercatrice associata di biochimica e biologia molecolare presso l’IHV dell’UMSOM. “Miriamo a esplorare ulteriormente i meccanismi alla base di queste scoperte e le loro potenziali implicazioni nella prevenzione e nel trattamento delle anomalie cromosomiche e delle malattie genetiche“, ha dichiarato l’autore principale Giovannino Silvestri, PhD, ex ricercatore di medicina presso l’IHV dell’UMSOM. Si sa che il microbiota umano influenza il metabolismo, la suscettibilità alle malattie infettive, la regolazione del sistema immunitario e altro ancora. Uno dei componenti batterici, i Micoplasmi, è stato collegato a vari tipi di cancro.

Il team di ricerca ha studiato una specifica proteina dei Micoplasmi, chiamata DnaK, che fa parte di una famiglia di proteine che proteggono altre proteine batteriche dai danni e le aiutano a ripiegarsi correttamente quando vengono appena sintetizzate, agendo come una sorta di “chaperone”. Tuttavia, sebbene questa proteina sia vantaggiosa per i batteri, i suoi effetti sulle cellule animali sono meno favorevoli. In precedenza, il team aveva dimostrato che questa proteina DnaK viene assorbita dalle cellule del corpo e interferisce con proteine chiave coinvolte nella preservazione dell’integrità del DNA e nella prevenzione del cancro, come la proteina soppressora dei tumori p53. Per questo ultimo studio, i ricercatori hanno creato topi che producono normalmente la proteina DnaK prodotta dal batterio Mycoplasma fermentans. Questi topi, esposti alla DnaK, hanno accumulato instabilità genomica in cui intere sezioni del genoma sono state duplicate o eliminate, risultando in topi con diversi numeri di copie di determinati geni.

Lo studio del team

Il team ha osservato che alcuni di questi topi, dall’età di 3-5 settimane, avevano problemi di movimento e coordinazione. Hanno scoperto che questi topi presentano una delezione nel gene Grid2, che negli esseri umani porta alla rara malattia genetica nota come atassia spinocerebellare-18 (SCAR18), che causa un ritardo nello sviluppo dei movimenti coordinati e disabilità intellettive.

“Notevolmente, questa è la prima volta che un modello di topo riproduce con successo una malattia genetica umana de novo, dimostrando il potenziale di questo modello per ulteriori ricerche sulla biologia del cancro“, ha detto il Dott. Zella. Più di un terzo delle femmine di topi che producevano la proteina DnaK non sono state in grado di rimanere incinte. Inoltre, oltre il 20% dei cuccioli nati dalle madri con la proteina DnaK presentava qualche tipo di difetto/deformità congenita.

“L’instabilità genomica, sotto forma di aumento del numero di variazioni del numero di copie, potrebbe spiegare la diminuzione della fertilità e l’aumento dei casi di feti con sviluppo anomalo osservati in presenza di esposizione alla DnaK“, ha affermato il Dott. Gallo. “Questi dati si basano sul nostro lavoro iniziale che ha scoperto il ruolo disruptivo della DnaK su proteine chiave coinvolte nella corretta riparazione del DNA danneggiato, che sono anche note per svolgere un ruolo nell’insorgenza delle variazioni del numero di copie. Il nostro impegno continuo è quello di comprendere meglio le potenziali implicazioni di queste scoperte nella trasformazione cellulare e nel cancro“. Mark T. Gladwin, MD, preside dell’UMSOM e vicepresidente per gli affari medici dell’Università di Medicina del Maryland, ha elogiato il lavoro svolto. “I ricercatori pongono una domanda significativa riguardo alla possibilità che la DnaK possa interferire con lo sviluppo fetale negli esseri umani. Un importante passo successivo sarebbe indagare se neutralizzare sia il batterio che questa proteina potrebbe preservare la fertilità e prevenire determinati difetti congeniti“.