Nuovi antibiotici naturali? Le comunità microbiche di Epilithon da ambienti estremi

Laurea liv.I

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Giulia Cassai Contatta »

Composta da 53 pagine.

 

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Il lavoro è stato svolto per caratterizzare a livello tassonomico le comunità batteriche in campioni di Epilithon rosso e nero prelevati nei pressi del torrente Acquarossa. Questo lavoro può risultare molto importante poiché batteri che crescono nell’Epilithon possono esprimere proprietà distinte, rispetto a cellule che non ne fanno parte, come ad esempio:
* Resistenza agli agenti antimicrobici;
* Rallentamento della crescita in condizioni di scarsa disponibilità di nutrienti;
* Cambiamenti fisiologici in grado di proteggere le cellule da stress ambientali
Il progetto, nel suo insieme, prevede di verificare se le comunità batteriche presenti nell’Epilithon siano in grado di produrre composti ad attività antimicrobica che potrebbero essere utilizzati per sconfiggere il sempre più vasto insieme di batteri resistenti agli antibiotici.
Dai risultati ottenuti abbiamo constatato che effettivamente esistono differenze sostanziali tra i due tipi di Epilithon ed anche tra Epilithon prelevati dall’Infernaccio piuttosto che dall’Acquarossa
L’analisi della composizione delle comunità batteriche è stato effettuato mediante amplificazione via PCR del gene codificante 16S rRNA e successiva analisi delle sequenze ottenute.
I dati ottenuti hanno rivelato che alcuni generi batterici sono rappresentati in misura molto maggiore rispetto ad altri. In particolare l’analisi di microrganismi isolati dall’Epilithon rosso ha rivelato che la maggior parte di essi poteva essere affiliata ai generi Acinetobacter, Pseudomonas e Aeromonas. Per quanto riguarda l’Epilithon nero almeno la metà dei batteri isolati è stata affiliata al genere Acinetobacter.
Le sequenze ottenute sono state poi allineate con le sequenze ortologhe recuperate dalle banche datie gli allineamenti sono stati utilizzati per la costruzione di alberi filogenetici, la cui analisi ha dimostrato che i batteri associati all’Epilithon rosso appartengono a specie diverse da quelle isolate dall’epilithon nero, suggerendo l’esistenza di una qualche forza selettiva ancora ignota responsabile della strutturazione delle comunità microbiche isolate dai due tipi di Epilithon.

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- 8 - 1.2 COMPOSTI ANTIMICROBICI PRODOTTI DA BATTERI RESIDENTI IN AMBIENTI ESTREMI E’ ormai risaputo che i batteri sintetizzano composti antimicrobici in ambienti ostili o estremi al fine di conquistare un privilegio nella competizione delle risorse (Hentschel et al.2001; Hibbing et al. 2010). Batteri con esigenze nutrizionali simili saranno in competizione per ottenere questi nutrienti che vengono consumati dalla popolazione microbica che sta crescendo. Negli ambienti contraddistinti da più nicchie ecologiche, come ad esempio un biofilm, la competizione porterà alla selezione per quelle specie che maggiormente si adattano alle condizioni e alla competizione stessa. Jacques Monod, pioniere nello studio della cinetica della crescita batterica, sottolinea come le risorse nutrizionali rappresentano il punto chiave della competizione microbica. A tal proposito l’Uomo, per debellare batteri divenuti ormai resistenti a molti degli antibiotici già introdotti nella sfera clinica, potrebbe utilizzare le molecole antimicrobiche sintetizzate in modo naturale dai microrganismi. I principali i meccanismi di resistenza sviluppati dai batteri sono quattro: 1. modificazione specifica dei target (mutagenesi o mediazione post trascrizione del substrato) che porta alla diminuzione o perdita dell’efficacia del farmaco con il suo bersaglio; 2. modificazione della parte molecolare attiva e inattivazione enzimatica dell’antibiotico; 3. eliminazione dell’antibiotico dalla cellula tramite pompe di efflusso energia-dipendente; 4. diminuita permeabilità di membrana con diminuzione del diametro o del numero delle porine nella membrana esterna dei Gram-negativi con conseguente impossibilità di entrata o minor assorbimento del farmaco. Non di rado lo stesso batterio può avere più di un meccanismo di resistenza contemporaneamente (Courvallin, 2008) Conseguentemente, la comprensione della resistenza batterica e l’accrescimento di nuovi farmaci ad attività antimicrobica sono fattori indispensabili per la salvaguardi della specie umana. Gli ambienti estremi sono quindi diventati un interessante campo di ricerca ed un possibile serbatoio di nuovi antibiotici.