Lo studio su come i batteri costruiscono città è stato pubblicato su Nature Communications.
Individui, colonie e “città”
Cercavano di comprenderne gli schemi di crescita e si sono accorti che i batteri costruiscono città. Il team di ricerca della Scuola di medicina dentale del Pennsylvenia ha osservato come i batteri, da singoli, si riproducono e organizzano in biopellicole. Queste a loro volta si incontrano e fondono in maniera analoga a come i piccoli centri urbani vanno a formare le città. Per analizzare il fenomeno Geelsu Hwang, uno degli autori, ha utilizzato un microscopio a laser cofocale per creare dei time-lapse delle popolazioni batteriche nel tempo e in tre dimensioni. Amauri Paula ha invece sviluppato un algoritmo che potesse analizzare la crescita delle colonie.
Metropoli tra i denti
Per il loro studio i ricercatori hanno utilizzato Streptococcus mutans, un batterio patogeno della bocca, il cui acido provoca un
decadimento dello smalto quando forma la biopellicola che conosciamo comunemente come placca dentaria. Il team ha distribuito il batterio su una superficie di smalto artificiale seguendo la divisione e crescita di migliaia di individui per svariate ore. Generalmente lo schema di crescita ha ricordato la formazione delle aree urbane: gli individui si espandono in piccoli “villaggi” di biopellicola che, incontrandosi, formano “città” e a volte “metropoli” batteriche. Solo una parte dei batteri è riuscita a espandersi. Il sessanta percento degli individui è morto o è stato inglobato dalla crescita degli altri.
I meccanismi della biopellicola
Lo studio ha confermato che la secrezione appiccicosa conosciuta come Sostanza polimerica extracellulare (EPS) è ciò che permette ai batteri di tenersi uniti per formare la biopellicola. L’introduzione di enzimi che sciolgono l’EPS ha dissolto la pellicola riportando i batteri al loro stato individuale. Inoltre, i ricercatori hanno provato a inserire degli “alleati” e dei “nemici” per studiare il comportamento delle comunità batteriche agli intrusi. Il nemico, Streptococcus oralis, ha limitato la capacità di S. mutans di formare grosse colonie, come vicini distruttivi che limitano la crescita di una comunità. L’alleato è invece Candida albicans, un fungo che aiuta i batteri nell’erosione dentaria. Non ha accelerato il tasso di crescita, ma ha aiutato le colonie a incontrarsi, formando “città” più grandi.
Cosa impariamo dalle città dei batteri
Oltre a scoprire come i batteri costruiscono città, i ricercatori hanno appreso abbastanza da lavorare ad alcune applicazioni nel campo medico. Comprendere i meccanismi dietro le biopellicole ha già permesso alla scienza di creare energia pulita dall’aria. Questo studio apre le porte a colture controllate di biopellicola, alla produzione di microbi benefici che favoriscano la nostra salute e alla distruzione delle biopellicole indesiderate con metodi sempre più sicuri ed efficaci.
Daniele Tolu
