Ecco come il botulino diventa letale

Con un chilogrammo di neurotossina botulinica si potrebbero uccidere più di 7 miliardi di persone, ossia l’intera popolazione mondiale. È un dato allarmante ma noto da tempo e i ricercatori della Harvard Medical School hanno appena scoperto il meccanismo molecolare con cui la tossina, una volta ingerita, riesce a evitare la distruzione gastrointestinale per poi attaccare il nostro sistema nervoso.

Il termine “botulino” è comparso alla fine del Settecento in una cittadina tedesca, quando, dopo un nefasto banchetto nuziale, si diede la colpa di un’intossicazione alimentare a delle salsicce di maiale non cotte (dal latino “botulus” che significa appunto “salsiccia”). Poco più di un secolo fa venne isolato il Clostridium botulinum, il batterio gram-positivo che produce la pericolosa neurotossina. Negli anni è stato accertato che il batterio si può trovare nei preparati a base di carne e nelle conserve andate a male, e può causare un avvelenamento alimentare letale se questo cibo non viene bollito. La tossina botulinica ingerita infatti attraversa l’intestino e attacca le sinapsi dei neuroni, impedendo il rilascio di acetilcolina e producendo una paralisi flaccida dei muscoli.

La neurotossina prodotta dal batterio fa parte di un complesso multiproteico più grande: è affiancata da diverse molecole tra cui tre emoagglutinine, o HAs (dall’inglese hemoagglutinine). Le HAs proteggono la tossina dalla distruzione gastrica, ma il modo con cui questa riesce ad attraversare la barriera epiteliale intestinale non era ancora noto.

Kwangkook Lee e colleghi di Harvard su Science descrivono oggi la struttura tridimensionale di un tipo di tossina botulinica che si lega alla E-caderina, una proteina della membrana che tiene unite le cellule. La struttura 3D rivela come la E-caderina crei una vera e propria barriera di cellule che protegge la parete intestinale. Le emoagglutinine botuliniche però, aggirano i recettori cellulari e distruggono la continuità dell’epitelio intestinale, permettendo alla tossina di attraversarlo. I ricercatori hanno confermato l’importanza del ruolo della E-caderina nell’intossicazione botulinica nelle cellule tumorali: la perdita di E-caderina (tipica della trasformazione neoplastica) dalla loro superficie infatti non permette alle HAs, e quindi all’intera tossina botulinica, di attraversarle.

Lo studio della Harvard Medical School ha quindi messo in luce l’importanza dell’interazione tra E-caderina ed emoagglutinine nel facilitare l’attività tossica della molecola considerata la più pericolosa al mondo. Conoscere il meccanismo con cui la neurotossina attraversa la barriera epiteliale intestinale potrebbe fornire nuovi spunti per una trattamento terapeutico in caso di intossicazione alimentare da botulino.

Riferimenti: Science Doi: 10.1126/science.1253823

Credits immagine: Rongsheng Jin, UC Irvine and Min Dong, Harvard Medical School