Ricercatori a Trieste hanno scoperto due modi in cui i microrganismi reagiscono all'ambiente: fuggire da zone sfavorevoli o dirigersi verso quelle utili. Questa scoperta apre nuove prospettive per la somministrazione mirata di farmaci.
Comportamenti microbici: fuga e raggiungimento di obiettivi
Batteri, cellule e colloidi mostrano reazioni distinte all'ambiente circostante. Queste reazioni si manifestano come movimenti specifici, dettati da segnali in entrata e in uscita.
Un movimento serve per allontanarsi rapidamente da un luogo. L'altro è finalizzato a raggiungere una destinazione precisa.
Questi meccanismi di movimento si attivano sia nei microrganismi che in strutture artificiali. Sono una risposta all'interazione con l'ambiente.
Studio Sissa: simulazioni e calcoli matematici
La SISSA di Trieste ha guidato questa indagine scientifica. Gli scienziati Jacopo Romano e Andrea Gambassi hanno pubblicato i loro risultati su Physical Review Letters.
La ricerca si basa sull'autopropulsione per lasciare aree non idonee. Si concentra anche sulla diffusione lenta per raggiungere punti vantaggiosi.
I ricercatori hanno impiegato simulazioni al computer. Queste sono state integrate con complessi calcoli matematici.
L'indagine ha preso spunto dall'osservazione della natura. Si è analizzato il movimento guidato da feedback.
Superdiffusione e subdiffusione nel movimento
Questo tipo di movimento è fondamentale per molti microrganismi. Essi analizzano gli stimoli ambientali. Adattano la direzione dei loro spostamenti.
Lo studio ha replicato i comportamenti fisici di agenti naturali e sintetici. Sono stati esaminati due scenari distinti.
Il primo scenario prevedeva l'evitamento di una destinazione. Questo avveniva sulla base di segnali specifici.
Il secondo scenario prevedeva il raggiungimento di un obiettivo.
Per gli scienziati, nel primo caso si innesca una «superdiffusione». Il movimento subisce un'accelerazione.
Nel secondo caso, si attiva un processo di «subdiffusione». Gli spostamenti diventano molto più lenti.
Applicazioni terapeutiche e farmaci intelligenti
I risultati di questa ricerca offrono spunti significativi. Sono utili per la progettazione di particelle intelligenti.
Queste particelle sarebbero capaci di muoversi su scala microscopica. Le potenziali applicazioni sono in campo terapeutico.
L'obiettivo è una somministrazione dei farmaci più efficiente. La ricerca è stata condotta dalla SISSA. Le informazioni provengono da Physical Review Letters.