Recenti indagini scientifiche, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Cell Host & Microbe nel 2025, hanno fatto luce su come i batteri strutturano la propria difesa, impiegando un meccanismo che presenta una sorprendente analogia con i principi della vaccinazione. Questo sistema intrinseco agisce come una forma di immunità acquisita, consentendo ai batteri di identificare e neutralizzare gli attacchi virali in caso di contatto successivo.
A seguito di un incontro con un virus, il batterio mobilita un enzima specifico per integrare minuscoli frammenti del DNA virale, noti come “spacer”, all'interno della propria struttura ereditaria. Questo processo crea di fatto un archivio storico essenziale per l'identificazione futura e la conseguente difesa. In sostanza, si tratta di una registrazione dell'esperienza passata finalizzata a garantire la sopravvivenza futura dell'organismo.
È interessante notare come gli scienziati abbiano sfruttato attivamente e per lungo tempo questo medesimo fenomeno, che ha costituito la base della tecnologia CRISPR. Tuttavia, solo ora è stata pienamente compresa la sua funzione naturale primaria all'interno della cellula: la capacità di apportare modifiche rapide e mirate al proprio genoma.
La tecnologia CRISPR sfrutta questo enzima come vere e proprie “forbici genetiche” per manipolare il DNA in una vasta gamma di applicazioni, che spaziano dagli esperimenti di laboratorio alle terapie geniche all'avanguardia. Nonostante l'uso diffuso, il meccanismo preciso di questo processo all'interno dei batteri stessi è rimasto a lungo nell'ombra, fino a quando non sono arrivate le recenti scoperte.
Comprendere la complessa interazione tra i batteriofagi—i virus che infettano i batteri—e i loro ospiti è cruciale per il progresso delle terapie fagiche. La fagoterapia rappresenta un approccio innovativo che utilizza i virus per contrastare le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici. Il biologo molecolare Rodolphe Barrangou ha sottolineato che queste nuove conoscenze potrebbero facilitare lo sviluppo di fagi efficaci contro una gamma più ampia di batteri patogeni.
I batteri dispongono di un arsenale che conta oltre 150 diversi meccanismi di protezione contro i fagi, meccanismi che gli agenti terapeutici devono imparare a eludere. Questa nuova comprensione dovrebbe stimolare una visione più ampia sull'applicazione dei metodi fagici per trattare diverse patologie infettive. I risultati della ricerca indicano nuove vie per la creazione di farmaci basati sui fagi, i quali sfrutteranno le risorse difensive interne dei batteri. Decifrare il modo in cui i batteri archiviano i frammenti di DNA virale può permettere ai ricercatori di ingegnerizzare fagi capaci di distruggere selettivamente i batteri patogeni, offrendo una strategia estremamente promettente nella lotta contro l'antibiotico-resistenza.
In questa incessante corsa evolutiva, anche i virus hanno sviluppato contromisure sofisticate. È stato scoperto che alcuni batteriofagi, come l'ICP1, sono in grado di “sequestrare” l'intero set di geni del sistema CRISPR/Cas, generando un caos completo nei sistemi di difesa batterici e privando il batterio della capacità di resistere efficacemente all'infezione. Inoltre, il sistema CRISPR-Cas, pur essendo il fondamento dell'immunità adattativa dei procarioti, partecipa anche a processi non direttamente legati alla difesa, come la regolazione dell'espressione genica e la riparazione del DNA. Questa conoscenza approfondita dell'architettura interna dell'immunità microbica offre l'opportunità di formulare soluzioni più stabili e armoniose per la salute generale.