Lo stato trascrizionale dei batteri prima del trattamento determina la riprogrammazione dell'espressione genica indotta dagli antibiotici e la sopravvivenza cellulare

Popolazioni di batteri geneticamente identiche possono presentare un'elevata eterogeneità per quanto riguarda il profilo trascrizionale, che si traduce in differenze funzionali nella capacità di sopravvivenza in condizioni di stress, inclusa la resistenza agli antibiotici. Studi condotti su popolazioni clonali mostrano profili di espressione genica differenti nelle diverse fasi di crescita (latenza, esponenziale e stazionaria), influenzando così la risposta ai trattamenti antibiotici. L'analisi mediante sequenziamento dell'RNA a singola cellula (single-cell RNA sequencing, scRNA-seq) permette di analizzare il trascrittoma delle singole cellule, a differenza dell’RNA-seq tradizionale (bulk RNA-seq), che misura l'espressione media di milioni di cellule. Il scRNA-seq permette di osservare differenze di espressione tra cellule della stessa popolazione, identificando sottopopolazioni e stati funzionali differenti. Nell’articolo preso in esame, si applica la tecnica di sequenziamento RNA a singola cellula per investigare come lo stato trascrizionale delle cellule del batterio Klebsiella pneumoniae prima del trattamento influenzi la riprogrammazione dell'espressione genica e la sopravvivenza in seguito all'esposizione agli antibiotici. I risultati mostrano che le cellule in fase esponenziale risultano generalmente più suscettibili al trattamento, mentre quelle in fase stazionaria, caratterizzate da un aumento di espressione del gene rpoS, presentano una più elevata tolleranza agli antibiotici. Lo studio evidenzia inoltre come la risposta agli antibiotici dipenda dall'interazione tra lo stato fisiologico della cellula e il meccanismo d'azione del farmaco, sottolineando il valore del scRNA-seq nello studio dell'eterogeneità trascrizionale batterica e dei meccanismi di persistenza.