La capa exterior enganxosa dels fongs i els bacteris, anomenada "matriu extracel·lular" o MEC, té la consistència de gelatina i actua com a capa protectora i embolcall. Però segons un estudi recent a la revista iScience, dut a terme per la Universitat de Massachusetts Amherst en col·laboració amb el Worcester Polytechnic Institute, la MEC d'alguns microorganismes forma un gel només en presència d'àcid oxàlic o altres àcids simples. Com que la MEC juga un paper important en tot, des de la resistència als antibiòtics fins a les canonades obstruïdes i la contaminació dels dispositius mèdics, comprendre com els microorganismes manipulen les seves capes de gel enganxoses té àmplies implicacions per a la nostra vida quotidiana.

«Sempre m'han interessat les ECM microbianes», va dir Barry Goodell, professor de microbiologia a la Universitat de Massachusetts Amherst i autor principal de l'article. «La gent sovint pensa en la ECM com una capa exterior protectora inert que protegeix els microorganismes. Però també pot servir com a conducte per a nutrients i enzims dins i fora de les cèl·lules microbianes».
El recobriment té diverses funcions: la seva adherència fa que els microorganismes individuals es puguin agrupar per formar colònies o "biofilms", i quan prou microorganismes ho fan, poden obstruir les canonades o contaminar els equips mèdics.
Però la closca també ha de ser permeable: molts microorganismes secreten diversos enzims i altres metabòlits a través de la matriu extracel·lular, cap al material que volen menjar o infectar (com ara fusta podrida o teixit vertebrat), i després, un cop els enzims han completat la seva feina, la tasca de la digestió és retornar els nutrients a través de la matriu extracel·lular.
Això significa que la matriu extracel·lular (ECM) no és només una capa protectora inert; de fet, tal com van demostrar Goodell i els seus col·legues, els microorganismes semblen tenir la capacitat de controlar la viscositat de la seva ECM i, per tant, la seva permeabilitat. Com ho fan?
En els fongs, la secreció sembla ser àcid oxàlic, un àcid orgànic comú que es troba de manera natural en moltes plantes i, com van descobrir Goodell i els seus col·legues, molts microorganismes semblen utilitzar l'àcid oxàlic que secreten per unir-se a les capes externes d'hidrats de carboni, formant una substància enganxosa, una matriu extracel·lular gelatinosa.
Però quan l'equip ho va observar més de prop, va descobrir que l'àcid oxàlic no només ajudava a produir ECM, sinó que també la "regulava": com més àcid oxàlic afegien els microbis a la barreja d'hidrats de carboni i àcid, més viscosa es tornava l'ECM. Com més viscosa es torna l'ECM, més impedeix que les molècules grans entrin o surtin del microbi, mentre que les molècules més petites romanen lliures d'entrar al microbi des del medi ambient i viceversa.
Aquest descobriment desafia la comprensió científica tradicional de com els diferents tipus de compostos alliberats pels fongs i els bacteris arriben realment d'aquests microorganismes al medi ambient. Goodell i els seus col·legues van suggerir que, en alguns casos, els microorganismes poden haver de dependre més de la secreció de molècules molt petites per atacar la matriu o el teixit del qual depèn el microorganisme per sobreviure o infectar-se. Això significa que la secreció de molècules petites també pot tenir un paper important en la patogènesi si els enzims més grans no poden passar a través de la matriu extracel·lular microbiana.
«Sembla que hi ha un punt intermedi», va dir Goodell, «on els microorganismes poden controlar els nivells d'acidesa per adaptar-se a un entorn concret, retenint algunes de les molècules més grans, com els enzims, alhora que permeten que les molècules més petites passin fàcilment a través de la matriu extracel·lular. La modulació de la matriu extracel·lular amb àcid oxàlic pot ser una manera perquè els microorganismes es protegeixin dels antimicrobians i els antibiòtics, ja que molts d'aquests fàrmacs consisteixen en molècules molt grans. És aquesta capacitat de personalització la que podria ser la clau per superar un dels principals obstacles en la teràpia antimicrobiana, ja que manipular la matriu extracel·lular per fer-la més permeable podria millorar l'eficàcia dels antibiòtics i els antimicrobians.»

«Si podem controlar la biosíntesi i la secreció de petits àcids com l'oxalat en certs microbis, també podem controlar què ingerixen els microbis, cosa que ens podria permetre tractar millor moltes malalties microbianes», va dir Goodell.
El desembre de 2022, el microbiòleg Yasu Morita va rebre una beca dels Instituts Nacionals de Salut per donar suport a la investigació destinada en última instància a desenvolupar nous tractaments més eficaços per a la tuberculosi.

Si voleu més informació, envieu-me un correu electrònic.
Correu electrònic:
info@pulisichem.cn
Telèfon:
+86-533-3149598