Il presente progetto è incentrato sul ruolo delle poliamine, piccole molecole policationiche, nelle interazioni tra un microrganismo patogeno, Shigella, responsabile della dissenteria bacillare ed il suo unico ospite l'uomo. In particolare, in questo progetto ci chiediamo se nell¿ambito dell¿interazione ospite-patogeno l'accumulo di spermidina, precedentemente da noi osservato in Shigella, rappresenti un¿arma di offesa contro la cellula ospite volta a destabilizzare l¿omeostasi del contenuto di poliammine, oppure un¿arma di difesa per il batterio verso la risposta della cellula ospite all¿infezione, oppure entrambe le possibilità. Tra un batterio patogeno ed il suo ospite si sviluppa infatti un intenso cross-talk il cui risultato dipende dai meccanismi di attacco del batterio e dall'efficacia della risposta dell'ospite. L'approccio sperimentale utilizzato comprende tecniche genetiche, molecolari, cellulari e di imaging, permettendo cosi agli studenti, dottorandi ed assegnisti coinvolti di ampliare le loro conoscenze di base e sperimentali e di affrontare problematiche legate alle interazioni batterio-ospite da punti di vista complementari.
Questo progetto vede la partecipazione di ricercatori che negli anni hanno contribuito in modo rilevante a chiarire aspetti legati alla regolazione dell'espressione dei geni di virulenza, all'evoluzione di Shigella e all'induzione della risposta immunitaria in seguito all'infezione. Nell'insieme la conoscenza di nuovi fattori coinvolti nelle interazioni tra Shigella ed il suo ospite potrà contribuire all'allestimento di terapie innovative nei confronti di un batterio patogeno ancora ampiamente diffuso e spesso letale.
Shigella è un batterio probabilmente giunto al capolinea della sua evoluzione: estremamente ben adattato all'uomo che rappresenta il suo solo ospite e capace di indurre la patologia di cui è responsabile, la shigellosi con una minima dose infettiva. Lo studio della shigellosi implica l'applicazione di conoscenze e metodologie sperimentali volte alla caratterizzazione sia dei meccanismi fisiologici della cellula ospite che dei processi più squisitamente legati alla genetica batterica, che hanno portato all'evoluzione del genoma di Shigella e all'integrazione funzionale dei fattori di virulenza acquisiti per trasferimento genico orizzontale in un sistema di regolazione complesso che coinvolge oltre a specifiche invasine anche una lista ancora non bene identificata di geni house-keeping del batterio tra i quali stanno emergendo anche i geni codificanti le pompe ad efflusso e i sistemi di biosintesi delle poliamine.
Le nuove conoscenze relative al microbiota ed ai batteri così detti benefici ha posto l'esigenza di una accurata definizione di quei fattori, siano questi intrinseci, del tipo delle funzioni definite house-keeping che intervengono nei processi di patogenesi, oppure specificamente di virulenza, che caratterizzano i batteri patogeni e li differenziano dai commensali. Questa caratterizzazione non è solo funzionale ad una conoscenza di base dei meccanismi di patogenesi delle infezioni, ma è oggi indispensabile al disegno ed allo sviluppo di una nuova generazione di farmaci, che siano concepiti per indurre il disarmo esclusivamente dei patogeni, lasciando inalterato l'equilibrio del nostro microbiota.
Questo duplice approccio conoscitivo (batterio e cellula ospite) è perfettamente rispettato in questo progetto che si pone obiettivi legati alla caratterizzazione sia dei meccanismi di risposta della cellula ospite all¿infezione da Shigella che a quelli del coinvolgimento nella virulenza di metaboliti cellulari come le poliamine e dei loro sistemi di trasporto.
Le competenze e i settori di interesse dei ricercatori coinvolti nel progetto sono perfettamente complementari da questo punto di vista e trarranno beneficio l'uno dalle competenze dell'altro. Principalmente i giovani partecipanti al progetto, studenti, dottorandi o assegnisti di ricerca, potranno ampliare le loro conoscenze di base e sperimentali, avendo la possibilità di affrontare le problematiche legate alla biologia di un patogeno rilevante come Shigella, da punti di vista differenti e complementari, la cui integrazione dovrebbe fornire una competenza generale su questo tipo di tematica.