EANA 2014 – Quando le Spore Batteriche Resistono alla Sterilizzazione al Plasma


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Si sa, a volte le infiltrazioni di colonie batteriche possono essere un vero problema da debellare (sembra una frase della pubblicità del gel per dentiere, ma i domini interessati sono ben altri). In medicina dunque, quando non funzionano metodi alternativi, è stato notato che la micro emissione di plasma ha caratteristiche molto promettenti in quanto a sterilizzazione di apparecchiature mediche sensibili. Giungiamo quindi a capire qual'è l'importanza astrobiologica della comprensione di questo processo applicato in Fisica Medica.

Innanzitutto bisogna spiegare come avviene la sterilizzazione tramite plasma. Per eliminare i batteri da un dato oggetto, si applica uno strato di perossido e lo si passa attraverso un campo elettrico: in questo modo gli elettroni delle molecole vengono per la gran parte strappati, permettendo al perossido di giungere allo stato di plasma (miscuglio di nuclei atomici, pezzi di nuclei o parti di molecole). A tal punto questa miscela di varie particelle “entra in azione” semplicemente colpendo i batteri: infatti i radicali liberi (entità che possono essere atomi o molecole particolarmente reattivi per via di elettroni “spaiati” - in ogni orbitale abbiamo infatti fino ad un massimo di due elettroni appaiati – e che tendono a legarsi ad altri atomi o molecole, o a strappare loro un elettrone) causano gravi danni alle cellule in tre precise modalità: la perossidazione lipidica (per la quale interagiscono con i legami doppi che tengono insieme le membrane cellulari e le membrane degli organelli interni della cellula, creando molecole a loro volta reattive che portano a danni estesi ed a “fori” nella membrana – emolisi); l'ossidazione delle proteine (arrivano sia a danneggiare la funzione della proteina che ad alterare la sua stessa struttura promuovendo altri legami); danni al DNA stesso, dato che può portare a mutamenti, o danneggiare macroscopicamente il DNA interagendo con le quattro basi azotate che compongono i “tasselli” della catena a doppia elica, creando nuove basi ancora. Insomma, i microorganismi unicellulari sono spacciati.

Questo nuovo metodo di sterilizzazione è stato accuratamente studiato all'interno della Stazione Spaziale Internazionale a partire da qualche anno fa (2011), ed ora è uno tra i più avanzati: ma qual è la sua importanza?

E coli Bacteria close up

Non tutti sanno che, prima di una qualsiasi missione spaziale che richieda la raccolta di campioni da parte di una sonda, ogni cosa deve essere accuratamente sterilizzata, in modo da evitare qualsiasi tipo di contaminazione: sarebbe cosa alquanto imbarazzante scoprire che la colonia di batteri trovata su Marte, che ha dato finalmente una risposta alla grande domanda sulla vita extraterrestre, in realtà è stata portata dal nostro pianeta! E vista la presenza di una gran quantità di specie di estremofili in grado di adattarsi a situazioni extra-ordinarie, la probabilità che i microorganismi possano sopravvivere al viaggio è relativamente alta. Grazie invece al trattamento tramite perossido di idrogeno (che garantisce una sterilizzazione fino a 12 mesi), il problema della contaminazione è risolto. O forse no? Alcuni tipi di spore batteriche sviluppano una certa resistenza al trattamento al plasma. Ma cosa sono le spore batteriche, e qual'è la differenza rispetto ai batteri normali? Beh, possiamo definire le spore batteriche come la modalità “sopravvivenza estrema” del batterio: in questa forma, che si potrebbe definire dormiente, il batterio cerca di superare le condizioni avverse per poi, passato il periodo di pericolo, tornare ad essere un individuo vitale. Oggetto degli studi nei prossimi anni sarà quindi la comprensione del sistema difensivo delle spore in modo da non avere “brutte sorprese”.

Giulia Murtas

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