Virus batteriofagi per la Xylella?

Si è soliti considerare i virus solo come portatori di malattie per noi esseri umani, al limite per gli altri animali. Chiedete a un amico di pensare a un virus, e probabilmente penserà a qualcosa di squisitamente legato a noi umani. Prendiamo per esempio qualcosa di banale, come quello dell’influenza; ma potremmo pensare anche a patogeni di malattie più gravi, come il virus Ebola in Africa o quello dell’AIDS (di entrambi vi parlammo già qui [1] e qui [2]) oppure quello della poliomielite, che un tempo mieteva tante vittime [3].

Nell’immaginario collettivo il nostro pensiero cade subito su esempi del genere. Nella loro azione, non ce li immaginiamo dissimili dagli esserini gialli dei cartoni di Albert-Barillé che attaccavano le cellule del corpo umano.

Source: http://avt.ils.uw.edu.pl/en/ad-edu/
Source: http://avt.ils.uw.edu.pl/en/ad-edu/

 

In realtà il mondo dei viventi è variegato e i virus non si limitano agli animali come noi. Possono colpire anche le piante o i funghi, ma la maggior parte di essi colpisce anche i batteri. Ed è anche una soluzione evolutiva ovvia: sono molto più diffusi e semplici da attaccare. Viviamo immersi dai batteri, anche se non ce ne rendiamo conto, sono un bersaglio banale!
Questi virus vengono catalogati in una categoria molto importante per la ricerca, quella dei batteriofagi (o semplicemente fagi). I batteriofagi sono molto noti e utilizzati nella microbiologia, le biotecnologie e in alcuni casi anche con la possibilità di applicazioni terapeutiche [4].

I fagi sono l’entità genetica più abbondante e diffusa sulla Terra e possiedono due proprietà fondamentali: sono cioè capaci di riprodursi in fretta una volta attaccato un ospite e hanno anche la gradita caratteristica di non toccare proprio le cellule vegetali o animali – di cui se ne infischiano proprio. Sono la specificità dell’ospite e la propagazione esponenziale.
Queste caratteristiche li rendono di forte interesse per l’uso antibatterico.

Vi abbiamo parlato in diversi articoli del problema della infestazione di Xylella, che ha colpito i vigneti californiani ma anche gli ulivi in Puglia (li ritrovate linkati in fondo fra gli approfondimenti). Questo patogeno attacca il sistema vascolare della pianta, quello con cui vengono trasportati l’acqua e i minerali dalle radici alle foglie per semplificare, e lo intasa creando una massa ostruente, una sorta di muco, un biofilm che intasa i vasi.

Immagine al microscopio elettronico di una sezione dello xilema di una vigna infestata da Xylella. Si nota a destra un vaso libero. Source: http://www.fao.org/docrep/t0675e/t0675e0b.htm
Immagine al microscopio elettronico di una sezione dello xilema di una pianta di vite infestata da Xylella. Si nota a destra un vaso libero.
Source: http://www.fao.org/docrep/t0675e/t0675e0b.htm

Purtroppo, non esiste una cura definitiva e le piante tendono ad essiccarsi fino a morire.

Dato che la Xylella è un batterio, perché non provare a vedere se si riesce a isolare, o al più a “programmare” un batteriofago capace di attaccarla?

Ebbene, un team di ricercatori in Texas a partire dal 2006 ha provato a farlo lavorando sulla variante (ceppo) di Xylella che attacca i vigneti americani. L’équipe ha isolato e propagato un fago capace di attaccare la Xylella. Dopodiché ne ha sequenziato il genoma e determinato varie caratteristiche molecolari, riuscendo a identificarne due tipi. Ciascuno di questi due tipi a sua volta diviso in due ceppi: nel primo abbiamo i fagi Sano e Salvo (…), nel secondo Prado e Praz.

La virulenza è stata confermata, così nel 2014, un cocktail di questi fagi è stato testato in serra per verificarne l’efficacia. Le piante selezionate erano delle viti, che in California sono devastate dalla Xylella, e i ricercatori le hanno suddivise in vari gruppi sperimentali: alcune trattate col batterio, altri con una soluzione salina, altre con solo con una miscela di fagi, altri con sia il batterio che la miscela di fagi. La miscela è necessaria perché mantenendo alta la diversità di batteriofagi si riduce la possibilità che insorgano fenomeni di resistenza nei batteri bersagliati che li renda immuni a tutto il cocktail.

I risultati, pubblicati in prima battuta nel 2014 sulla rivista della American Phytopathological Society, e poi questa estate su PLOSOne, sono stati positivi.

Sintomi di Xylella fastidiosa in piante rispettivamente trattate e non trattate con batteriofagi. Source: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0128902
Sintomi di Xylella fastidiosa in piante non trattate e trattate con batteriofagi. (A,B) Vite infetta di controllo inoculata con ceppo batterico Xf-T1. sintomi dopo 8 (A) e 12 (B) settimane dopo l’inoculazione del patogeno. (C-E) Foglie delle viti infette che mostrano i sintomi del morbo di Pierce. (F) Vite di controllo inoculata con tampone fosfato salino dopo 8 settimane (nessun sintomo). (G) Vite di controllo trattata solo con una miscela di fagi dopo 12 settimane (nessun sintomo). (H,I) Vite su cui è stato inoculato il ceppo Xf-T1 e poi trattate con una miscela di fagi, sintomi dopo 8 (H) e 12 (I) settimane dall’inoculazione del patogeno.
Source: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0128902

 

I livelli di Xylella nelle piante trattate erano drasticamente diminuiti, i sintomi della malattia avevano cessato di progredire dopo una settimana dall’inoculazione e non erano proprio comparsi nelle piante trattate con i fagi fin dall’inizio.

Sono risultati molto importanti perché mostrano come i fagi abbiano un alto potenziale come biocontrollo, almeno per Xylella fastidiosa subsp. fastidiosa (il ceppo che attacca i vigneti), probabilmente anche per molte altre specie agronomiche di forte importanza alimentare, economica e culturale (es. oleandro, caffè, agrumi, ulivo ecc.).
Presto si testerà l’efficacia di questi fagi come agenti di biocontrollo anche sul campo in California. Ulteriori studi richiederanno analisi degli altri ceppi di Xylella che colpiscono altre piante.

Facciamo diventare la Xylella pappa per tanti simpatici batteriofagi, insomma.

La difficoltà principale è data dal fatto che il batterio può ancora albergare in numerose piante ed essere trasmesso in continuazione tramite vari vettori, nonostante l’eventuale trattamento sulla singola pianta. Ma sicuramente questi studi sui batteriofagi si sono rivelati un passo importante, soprattutto se utilizzabili in misura preventiva.

Riferimenti: 

Approfondimenti:

Note:

Ringraziamenti a Francesco Civita, botanico di terzo livello, per la revisione.

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