Studi sul meccanismo di azione cellulare delle tossine prodotte da Bacillus anthracis

Le tossine di antrace hanno un ruolo centrale nella patogenesi dell’infezione. Sono composte da tre proteine, PA, LF e EF. PA si lega a specifici recettori cellulari e il complesso PA+LF+EF è endocitato. Le tossine dentro la cellula iniziano a percorrere la via endocitica fino a che LF e EF traslocano nel citosol con un meccanismo pH-dipendente. LF è una metalloproteasi che taglia le MEKs e EF è un’adenilato ciclasi calmodulina-dipendente. Ci sono poche informazioni riguardo il sito di rilascio di EF nel citoplasma. La misura dei livelli di ciclico AMP intracellulare rivela che l’attività di EF inizia dopo 30 minuti dall’intossicazione e dopo 4 ore i livelli sono ancora alti. Queste osservazioni portano due diverse considerazioni. La prima è che la tossina debba compiere un lungo precorso lungo la via di endocitosi prima di raggiungere il citosol. Infatti, i tempi di inizio dell’attività sono compatibili con una traslocazione dai late endosomes. La seconda considerazione è che per diverse ore dall’intossicazione la cellula non riesce a fronteggiare il massiccio aumento di cAMP indotto da ETx e resta a lungo sotto l’effetto di una condizione di disregolazione. Per indagare il percorso intracellulare e il sito di traslocazione della tossina è stata usata la tecnica della FRET, che permette di analizzare le dinamiche dell’aumento di cAMP indotto da EF. La mappatura di piccole zone all’interno della cellula ha rivelato che il cAMP aumenta prima nelle regioni perinucleari. Questo è in accordo con l’ipotesi della traslocazione dai late endosomes. Un altro approccio è stato quello di fondere LF e EF a green e red fluorescent proteins. Queste chimere sono uno strumento per tracciare il cammino delle tossine dentro la cellula. Inoltre, la visualizzazione simultanea di ETx e LTx può chiarire le basi della loro azione sinergica. In futuro si potranno fare delle colocalizzazioni con markers cellulari per chiarire i siti di interazione con i componenti dell’ospite.