Pseudomonas aeruginosa

Il genoma
Il genoma di Pseudomonas aeruginosa è composto da 6,3 Megabasi e contiene circa 5570 ORFs. Rispetto alla mappa fisica già nota del ceppo DSM-1707 (che deriva da PAO1), il ceppo PAO1 sequenziato presenta un inversione di circa un quarto del genoma (queste inversioni non sono rare nei genomi batterici e sembrano avere un significato adattativo). Il 45% delle ORFs non hanno una funzione nota e il contenuto in G+C è alto, 66,6%. Inoltre, una regione di 3 kb contiene un basso contenuto in G+C ed un diverso utilizzo di codoni, ciò fa pensare che probabilmente è di recente trasferimento orizzontale. Il genoma di Pseudomonas aeruginosa comparato con quello di Escherichia coli rivela che questi genomi sono molto vicini dal punto di vista evolutivo. Infatti, la differenza tra questi due genomi non è nell’organizzazione genica ma nella maggiore complessità genetica di Pseudomonas, e nonostante le duplicazioni avvenute nei due genomi, con molta probabilità hanno un origine comune, Rispetto ad E. coli, B. subtilis, M. tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa possiede una maggiore quantità di famiglie geniche(gruppi paraloghi). Ciò indica che il genoma  ha subito una espansione genetica (invece di una duplicazione del genoma) che ha favorito il batterio dandogli una grande versatilità ambientale. Queste famiglie geniche di paraloghi codificano per proteine con differenti funzioni.
Azione patogena
Pseudomonas aeruginosa è un batterio ubiquitario in conseguenza delle scarse esigenze nutrizionali e della sua capacità di adattarsi a numerose e diverse situazioni ambientali. Inoltre, è particolarmente resistente ai tensioattivi a base di ammonio quaternario, questa sua caratteristica gli consente di crescere anche in soluzioni di derivati dell'ammonio quaternario usati come disinfettanti. Pseudomonas aeruginosa non riesce di norma a provocare infezioni umane se non in presenza di condizioni locali, come traumi e ustioni, o generali, come compromissione della risposta immune, favorenti la crescita del microrganismo essendo un batterio opportunista. É possibile valutare la presenza di questo microrganismo in quanto produce un pigmento fluorescente denominato piocianina. Comunque la patologia è rappresentata dalle infezioni delle basse vie respiratorie in soggetti con cause locali, ad esempio pazienti intubati nelle unità di terapia infettiva, o generali, come soggetti immunodepressi, l'AIDS. L'azione patogena di Pseudomonas aeruginosa è sostenuta da numerosi e diversi meccanismi. Numerosi ceppi (circa il 90%) producono una esotossina denominata esotossina A, di struttura analoga a quella della tossina difterica e con un identico meccanismo d'azione (blocco della sintesi proteica) ed un'altra tossina ADP-ribosilante (che agisce ADP-ribosilando alcune proteine del citoscheletro) denominata esotossina S. Pseudomonas aeruginosa produce inoltre molte tossine: emolisine, che ad elevate concentrazioni hanno un'azione letale sui fagociti), una citotossina, che sembra agire sulla membrane cellulari provocando un aumento dell'ingresso di calcio nella cellula bersaglio, e diverse proteasi con la funzione di invasine. In contrasto con un lipopolisaccaride di superficie (endotossina o LPS) relativamente poco tossico, numerose strutture superficiali della cellula batterica sono coinvolte nello svolgimento dell'attività patogena. Esse consistono in una serie di adesine, nella presenza di flagelli, e di un vasto strato di polisaccaridi extracellulari, che si addensano in una lassa struttura attorno al microrganismo e conferiscono ad esso la capacità di aderire a varie superfici favorendovi la colonizzazione e la moltiplicazione batterica. Bisogna dire infine che Pseudomonas aeruginosa è frequentemente resistente a gran parte degli antibiotici e chemioterapici di maggior impiego. Tale proprietà è dovuta sia ad una farmaco-resistenza intrinseca, in funzione della scarsa permeabilità degli involucri esterni del batterio, sia alla produzione di numerose beta-lattamasi e aminoglicosidasi e sia alla presenza di efficaci meccanismi di espulsione (circa 10 “pompe”) dei farmaci antibatterici che riescono a penetrare all'interno del batterio. L'inutilità degli antibiotici per le infezioni da Pseudomonas è possibile studiarla nel caso di una grave malattia come la fibrosi cistica, causata da un ceppo così resistente che è impossibile trattarlo.