Una nuova ricerca condotta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) rivela che le condizioni uniche di microgravità alterano significativamente la dinamica tra i batteriofagi – virus che infettano i batteri – e i loro ospiti batterici. Lo studio, condotto da ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison e della Rhodium Scientific Inc., dimostra come l’assenza di peso influisca sui tassi di infezione, sull’adattamento genetico e persino sul potenziale di miglioramento della biotecnologia terrestre.
Infezione ritardata, evoluzione accelerata
Esperimenti che hanno coinvolto il batteriofago T7 e i batteri Escherichia coli hanno mostrato un netto ritardo nell’infezione in condizioni di microgravità. Mentre i fagi T7 tipicamente infettano e distruggono E. coli entro 30 minuti sulla Terra, non è stata osservata alcuna crescita virale misurabile durante le prime ore nello spazio. Tuttavia, dopo 23 giorni, i batteriofagi si sono propagati con successo, riducendo le popolazioni batteriche. Ciò indica che la microgravità non previene l’infezione, ma piuttosto la rallenta inizialmente.
Il ritardo è probabilmente causato dalla ridotta convezione del fluido in assenza di gravità, che ostacola l’incontro fisico tra particelle virali e cellule batteriche. Questa interruzione della normale miscelazione influisce sulle prime fasi dell’infezione, offrendo ai batteri un vantaggio temporaneo.
Le mutazioni genetiche rivelano la pressione adattativa
Per comprendere le conseguenze a lungo termine, i ricercatori hanno sequenziato i genomi sia dei batteriofagi che dei batteri dopo una prolungata incubazione in microgravità. I risultati hanno mostrato un’abbondanza di nuove mutazioni in entrambi gli organismi, confermando che si sono adattati all’ambiente spaziale. Fondamentalmente, i modelli di queste mutazioni differivano da quelli osservati sotto la gravità terrestre, suggerendo che nello spazio sono in gioco pressioni selettive uniche.
Lo studio si è concentrato specificamente sulla proteina legante il recettore del batteriofago, un componente cruciale che determina l’efficacia con cui un virus riconosce e infetta il suo ospite. La scansione mutazionale profonda ha rivelato differenze significative nell’evoluzione di questa proteina tra la microgravità e gli esperimenti terrestri.
Gli adattamenti guidati dallo spazio migliorano le applicazioni terrestri
Forse la scoperta più sorprendente è che le varianti di batteriofago evolutesi in microgravità hanno dimostrato una maggiore efficacia contro i ceppi resistenti ai farmaci di E. coli sulla Terra. Ciò suggerisce che le pressioni selettive dello spazio possono generare adattamenti virali con preziose applicazioni terrestri, aprendo potenzialmente nuove strade per la terapia fagica e la biotecnologia.
“L’esplorazione dell’attività dei fagi in ambienti non terrestri rivela nuovi determinanti genetici della forma fisica e apre nuove strade per l’ingegneria dei fagi per l’uso terrestre.”
Il successo di questa ricerca costituisce una base per le future indagini sulla ISS. Studiando come virus e batteri si evolvono in condizioni estreme, gli scienziati potrebbero scoprire nuovi modi per combattere la resistenza agli antibiotici, sviluppare strumenti diagnostici avanzati e sfruttare il potere dei fagi per una serie di scopi biotecnologici.
Questo studio rafforza il valore della ricerca spaziale non solo per comprendere i processi biologici fondamentali ma anche per generare soluzioni pratiche alle pressanti sfide terrestri.
P. Huss et al. 2026. La microgravità rimodella la coevoluzione batteriofago-ospite a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. PLoS Biol 24 (1): e3003568; doi: 10.1371/journal.pbio.3003568
