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L’ameba cerca gli spazi stretti e potrebbe spiegare come arriva al cervello
Katrina Velle, della University of Massachusetts Dartmouth, e i suoi colleghi hanno osservato che l’ameba non patogena Naegleria gruberi cerca attivamente passaggi stretti e, una volta entrata, li percorre rapidamente senza cambiare direzione. Il risultato, descritto in un preprint su bioRxiv, offre un possibile modello fisico per studiare come la specie affine Naegleria fowleri riesca a spostarsi dal naso verso il cervello.
N. fowleri vive normalmente negli ambienti d’acqua dolce e si nutre di batteri. Se acqua contaminata raggiunge le cavità nasali, in circostanze molto rare l’ameba può provocare la meningoencefalite amebica primaria, un’infezione cerebrale estremamente aggressiva. Gli esperimenti non dimostrano direttamente come avvenga questa invasione: sono stati condotti su una specie non patogena, senza utilizzare tessuti umani o animali.
Il gruppo ha filmato le cellule su superfici piane, all’interno di microcanali artificiali e in matrici granulari di idrogel progettate per riprodurre alcune caratteristiche dei sedimenti degli stagni. A differenza delle amebe del genere Dictyostelium, che spesso si allontanavano dall’ingresso, le Naegleria continuavano a esplorare l’apertura finché non riuscivano a entrare. Nei canali superavano 50 micrometri al minuto e potevano avanzare per oltre un millimetro mantenendo la stessa direzione.
Anche il sistema di locomozione cambiava con la geometria dell’ambiente. Sulle superfici piane le cellule combinavano protrusioni lamellari ricche di actina e rigonfiamenti della membrana chiamati bleb. Nei passaggi confinati ricorrevano invece esclusivamente alla motilità a bleb: la pressione interna spingeva temporaneamente la membrana verso l’esterno, mentre il citoscheletro contribuiva a trascinare in avanti il resto della cellula.
Nelle matrici simili al sedimento, le traiettorie apparivano poco persistenti su intervalli brevi ma diventavano più coerenti su tempi maggiori. Secondo gli autori, il comportamento potrebbe indicare una forma di memoria direzionale, grazie alla quale la cellula conserva informazioni sul proprio orientamento. Insieme alla tendenza a entrare negli spazi confinati, definita claustrofilia, questa capacità potrebbe essersi evoluta per cercare batteri tra le particelle sul fondo degli stagni.
I ricercatori suggeriscono che adattamenti utili nell’ambiente naturale possano diventare vantaggiosi anche durante un’infezione. La memoria del percorso aiuterebbe l’esplorazione delle cavità nasali, mentre la preferenza per gli spazi angusti potrebbe favorire l’ingresso tra gli assoni olfattivi. La locomozione rapida e persistente offrirebbe infine un possibile mezzo per attraversare i passaggi della lamina cribrosa e procedere verso il tessuto cerebrale.
Questa ricostruzione resta tuttavia un’ipotesi. Il lavoro non è peer-reviewed e il comportamento di N. gruberi non può essere trasferito automaticamente alla specie patogena. I microcanali e gli idrogel semplificano inoltre strutture biologiche molto più complesse. Serviranno esperimenti con N. fowleri e modelli tissutali realistici per verificare se gli stessi meccanismi operino durante l’infezione.
Il modello sperimentale permette comunque di separare gli effetti della geometria da quelli dei segnali chimici: le amebe entravano nei canali anche senza una sostanza capace di attirarle. Individuare le strutture cellulari che regolano questa risposta potrebbe chiarire meglio la biologia di Naegleria e, in prospettiva, suggerire nuovi bersagli da valutare per ostacolarne la migrazione.
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