Dennis D’Amico, professore associato di alimenti lattiero-caseari presso il College of Agriculture, Health and Natural Resources dell’University of Connecticut, ha continuato a portare avanti il suo lavoro utilizzando colture batteriche, per prevenire malattie causate da patogeni di origine alimentare.
In una nuova pubblicazione su Food Microbiology, D’Amico e il suo team hanno esaminato la capacità di una coltura batterica, chiamata Hafnia alvei B16, di prevenire l’infezione da parte di due sierotipi (sottogruppi, per così dire) di Salmonella, appartenenti alla specie Salmonella enterica. I sierotipi studiati da D’Amico sono comuni responsabili di epidemie di origine alimentare e sono resistenti a diversi antibiotici. “Una delle maggiori sfide per la sicurezza alimentare, proprio come per la medicina umana, è l’emergere di superbatteri“, afferma D’Amico. “E questi ceppi particolari, come molte Salmonelle, hanno sviluppato una resistenza alla maggior parte degli antibiotici che usiamo nella produzione alimentare e nella medicina umana, quindi volevamo concentrarci su di loro come obiettivo”.
Il meccanismo “lotta o fuga” dei batteri
Le colture protettive funzionano perché quando i batteri sono in presenza di altri batteri simili, producono metaboliti antimicrobici. Quando un batterio patogeno rileva la presenza di queste colture protettive e dei loro metaboliti, può entrare in una sorta di modalità “fight or flight” (“lotta o fuga”). Il patogeno può concentrarsi sull’espressione di geni importanti per sopravvivere al concorrente e spegnere molte delle funzioni non essenziali che gli consentono di causare malattie, come quelle necessarie per attaccarsi alle cellule intestinali umane e invaderle. La maggior parte delle colture protettive in commercio si rivolge ai batteri “Gram-positivi” piuttosto che a quelli “Gram-negativi”. Questa distinzione si riferisce alle diverse strutture delle pareti cellulari dei batteri. Le colture protettive Gram-positive sono generalmente più efficaci contro gli agenti patogeni Gram-positivi, il che significa che c’è bisogno di colture protettive efficaci anche contro gli agenti patogeni Gram-negativi, come Escherichia coli e Salmonella. Il laboratorio di D’Amico ha precedentemente identificato Hafnia alvei B16 come efficace nell’inibire la crescita di E. coli e Salmonella nel latte. Hafnia alvei ha anche bloccato efficacemente la crescita di un altro patogeno, lo Staphylococcus aureus, impedendogli di produrre tossine – inibendo quindi la capacità del batterio di causare malattie.
Il laboratorio di D’Amico ha scoperto che la crescita in presenza di Hafnia alvei diminuiva l’espressione dei geni di virulenza della Salmonella e riduceva di quasi il 90% la capacità del patogeno di invadere successivamente le cellule intestinali umane. Hanno anche scoperto che quando Hafnia alvei si attacca alle cellule intestinali, non impedisce alla Salmonella di aderire alle cellule, ma le protegge dall’invasione.
“Poiché la Salmonella poteva ancora aderire alle cellule intestinali, ma non invaderle, questa coltura potrebbe potenzialmente aver stimolato le cellule a proteggersi dall’agente patogeno invasore, quindi questo potrebbe essere un altro meccanismo attraverso il quale queste colture protettive esercitano un effetto”, spiega D’Amico.
Lo studio di D’Amico ha trovato diverse espressioni geniche e il modo in cui i due sierotipi, Salmonella Typhimurium e S. Newport, hanno risposto alla coltura protettiva nel latte. Ad esempio, la coltura con Hafnia alvei nel latte ha impedito a S. Typhimurium di aderire alle cellule intestinali, ma non al sierotipo Newport. “Abbiamo riscontrato alcune differenze tra i due sierotipi, sembra quindi che questi effetti non siano necessariamente universali per le Salmonelle”, afferma D’Amico. “Anche se sono molto simili, si differenziano leggermente. E alcune di queste differenze potrebbero avere un impatto sulla capacità di questa e di altre colture di avere un effetto più globale”.
