Studio dei meccanismi lattone-dipendente nei sistemi di Quorum Sensing in Pseudomonas aeruginosa: un approccio di Biologia Sintetica

Il fenomeno dell’antibiotico-resistenza è diventato uno dei principali problemi di salute pubblica in tutto il mondo, portando ad un’enorme difficoltà nel trattamento di patologie causate da microrganismi patogeni portatori di molteplici geni di resistenza. Il costante aumento dell’insorgenza di tali patologie ha portato alla necessità di ricercare nuove possibili soluzioni terapeutiche, che possano offrire valide alternative agli antibiotici tradizionali. Un esempio di approccio terapeutico innovativo lo offre lo studio dei meccanismi di comunicazione cellulare batterica, detto Quorum Sensing. Si tratta di sistemi sono molto complessi da studiare poiché multifattoriali ed interconnessi, regolati finemente da un’intricata rete di regolazione genica. L’insieme di geni la cui espressione è legata al quorum sensing, coinvolge anche quelli legati alla produzione di tossine ed alla formazione di strutture extracellulari (biofilm) in grado di formare una vera e propria barriera fisica contro l’azione degli antibiotici. Pseudomonas aeruginosa rientra tra i “superbatteri” in grado di sfuggire all’azione di molteplici farmaci a causa della sua innata antibiotico-resistenza, ed è stato preso come caso di studio in questo lavoro di tesi. Nello specifico, il progetto di questa tesi si pone l’obiettivo di studiare i sistemi LasI-LasR e RhlI-RhlR, due dei meccanismi di QS presenti in P. aeruginosa, ricreando sistemi ingegnerizzati che ne facilitino lo studio. La Biologia Sintetica propone approcci di semplificazione dello studio di sistemi complessi attraverso il disaccoppiamento delle componenti geniche coinvolte, diminuendo così le variabili coinvolte. Questo permetterebbe non solo di studiare singolarmente gli attori coinvolti in questa rete di comunicazione per identificare possibili target terapeutici, ma anche di sviluppare sistemi per lo screening rapido ed economico di molecole con potenziali effetti terapeutici in grado di contrastare l’antibiotico-resistenza sviluppata da questo batterio.