Coltura di B. burgdorferi e persistenza

Introduzione

Il fenomeno della persistenza batterica è noto sin dal 1944, quando Joseph Bigger osservò che le colture di streptococco esposte alla penicillina, ospitavano una piccolissima percetuale di batteri sopravvissuti, caratterizzati dalle seguenti tre proprietà:

1. un metabolismo rallentato, con bassissima velocità di replicazione;
2. la capacità di replicarsi di nuovo, se posti in condizioni ottimali (terreno di coltura adguato, assenza di antibiotici);
3. conservata suscettibilità agli agenti antimicrobici (Bigger WB. 1944).

La terza proprietà – in particolare – distingue i batteri persistenti da quelli resistenti, i quali sono caratterizzati da una invulnerabilità su base genetica nei confronti dgli agenti antimicrobici. Da Bigger in poi, il fenomeno della persistenza è stato descritto in molte specie batteriche, compresa Borrelia burgdorferi, sebbene il meccanismo alla sua base rimanga misterioso (Lewis K. 2000), (Zhang Y. 2014). Le forme persistenti di Borrelia burgdorferi sono state chiamate in causa come possibile origine di alcuni casi di post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS).

Figura 1. La fase di crescita dura 5-6 giorni. Quindi il numero di esemplari nella colonia diventa costante. Da (Feng J et al. 2014).

Fase di crescita e fase stazionaria

Gli studi di cui sopra utilizzano colture di B. burgdorferi (ceppo B31) cresciuta su terreno di Barbour-Stoner-Kelly (BSK), in incubatore microaerofilo, a 33°C e 5% di CO2. In questo tipo di coltura i batteri vanno incontro a due fasi successive di crescita (vedi figura 1):

1. Log phase (fase di crescita), dura 5 giorni ed è un periodo in cui i batteri aumentano rapidamente di numero, per mitosi. In questa fase le forme persistenti costituiscono solo una piccola percentuale della colonia.
2. Stationary phase (fase stazionaria), dal 5-6° giorno in poi i batteri rallentano il metabolismo, e il numero di individui della colonia si mantiene stabile. In questa fase aumenta il numero di batteri con fenotipo persistente. Si cominciano a formare anche microcolonie di batteri in contatto fra di loro, in alcuni casi tenuti insieme da una rete di polimeri (biofilm).