Il Giornale dei Biologi - N. 7

SALUTE
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Così il corpo combatte le infezioni urinarie
L’uromodulina riesce a prevenire questi disturbi
Sono disturbi frequenti, sono fastidiosi e dolorosi: chiunque
abbia mai avuto infezioni del tratto urinario come la
cistite lo sa. Possono essere ben trattati con antibiotici,
ma, se non curati, possono avere conseguenze gravi. A generarle,
di solito, sono quelli noti come batteri uropatogeni di E.
coli che si legano alle cellule della vescica, dell’uretere o dell’uretra
con i loro pili, le appendici filiformi che si diramano come
peli. Ma una possibile protezione è a portata di mano sotto forma
di una proteina prodotta naturalmente nel corpo, chiamata uromodulina:
circa il 70% delle persone porta una variante del gene
nel proprio genoma, ne produce cioè in quantità particolarmente
elevate. Di conseguenza, il rischio di contrarre infezioni del tratto
urinario si riduce.
L’esatto processo mediante il quale l’uromodulina
previene l’infiammazione, però,
non era mai stato compreso, almeno finora.
Oggi un team interdisciplinare, attinto da
tre gruppi di ricerca (facenti capo all’ETH
di Zurigo, all’Università di Zurigo e all’Ospedale
pediatrico di Zurigo), ha colmato
questo divario studiando l’aspetto dell’uromodulina
e il modo in cui la proteina neutralizza
l’E. Coli uropatogeno. Le loro scoperte, pubblicate sulla
rivista Science, dovrebbero aiutare a sviluppare nuove strategie
per il trattamento delle infezioni del tratto urinario.
Per iniziare, i ricercatori hanno analizzato il modo in cui la
proteina si lega ai pili batterici a livello molecolare. «Sapevamo
già che c’era un legame e che presumibilmente questo aveva un
ruolo nella funzione protettiva dell’uromodulina, ma nessuno lo
aveva studiato in modo più dettagliato», ha detto Gregor Weiss,
studente di dottorato in biologia molecolare all’ETH e uno dei
principali autori dello studio. Le ricerche biochimiche hanno ora
dimostrato che i pili batterici riconoscono determinate catene di
Un team di tre istituti elvetici
ha scoperto come questa
proteina neutralizza
l’E. Coli uropatogeno
zucchero sulla superficie dell’uromodulina e si legano a esse in
modo estremamente rapido e forte. Successivamente, il team ha
esaminato l’uromodulina utilizzando la tomografia crioelettronica,
una tecnica di imaging che produce viste tridimensionali della
struttura di proteine e cellule senza necessità di modifiche chimiche
o disidratazione. Ciò ha mostrato loro che l’uromodulina
forma lunghi filamenti costituiti in media da circa 400 singole
molecole proteiche messe insieme. E che ogni anello di questa
catena proteica contiene lo schema caratteristico delle catene di
zucchero cui si legano i pili batterici.
La tomografia crioelettronica è stata anche la tecnica scelta
dal team per studiare, su larga scala, quale effetto abbiano queste
proprietà, questa volta in presenza dei colpevoli: i batteri uropatogeni
E. coli. Ebbene, hanno scoperto che
i filamenti di uromodulina avvolgono letteralmente
l’agente patogeno e che un singolo
filamento di uromodulina può agganciarsi
con diversi pili di un batterio.
«Questo neutralizza i patogeni – prosegue
Weiss -: una volta che i batteri sono
schermati in questo modo, non possono più
legarsi alle cellule del tratto urinario, non
possono cioè causare infezione». Al microscopio ottico, il team
ha anche notato la formazione di grandi gruppi di centinaia di filamenti
di uromodulina e cellule di E. coli, che presumibilmente
vengono semplicemente escreti con l’urina.
Infine, i ricercatori hanno verificato se i processi osservati in
laboratorio si verificano anche nei pazienti: hanno così analizzato
campioni di urina forniti dall’ospedale pediatrico di Zurigo e hanno
trovato esattamente le stesse interazioni tra uromodulina e agenti
patogeni. La scoperta potrebbe offrire indicazioni su come “liberarsi”
degli antibiotici per trattare le infezioni del tratto urinario
nonché sullo sviluppo di nuove sostanze attive. (C. D. M.)
Il Giornale dei Biologi | Luglio/agosto 2020
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