Riassunto analitico
I bifidobatteri sono un importante gruppo microbico del microbiota intestinale umano, associati ad un effetto benefico sulla salute dell’ospite, molto utilizzati come probiotici in integratori e alimenti funzionali. I meccanismi attraverso i quali svolgono la loro funzione coinvolgono l’attività antiossidante e antiinfiammatoria, la trasformazione e il metabolismo dei polifenoli in molecole bioattive, la stimolazione del sistema immunitario, la produzione di acidi linoleici coniugati, acidi grassi a catena corta e vitamine. Queste ultime sono micronutrienti essenziali per l’uomo con ruolo di cofattori di enzimi coinvolti nelle reazioni biochimiche fondamentali in tutte le cellule viventi. L’uomo non è in grado di sintetizzale quindi, il loro approvvigionamento è subordinato all’assunzione dall'esterno come molecole preformate. Sebbene la maggior parte di queste molecole sia presente in vari alimenti in molti paesi persistono carenze vitaminiche anche a causa dell’inattivazione durante la cottura o i processi di trasformazione degli alimenti. Pertanto, molti paesi hanno adottato strategie di fortificazione dei cibi con vitamine e minerali che si sono rivelate vincenti dal punto di vista epidemiologico.
Il lavoro svolto durante questo internato fa parte di un progetto più ampio finalizzato allo sviluppo di ceppi di bifidobatteri sovrapproduttori di riboflavina (vitamina B2, abbreviato in RB). Presupposto del lavoro di tesi è l’attività svolta durante il periodo di Erasmus Traineeship presso l’University College of Cork, che ha portato all’ottenimento di un potenziale ceppo sovrapproduttore di RB, B. longum subsp. infantis ATCC 15697 ROS25 (ROS25).
Nel progetto di tesi svolto presso i laboratori UNIMORE è stata inizialmente identificata la mutazione associata alla sovrapproduzione. In particolare, è stata individuata la presenza di una mutazione puntiforme a singola base nell’rfn-box dell’upstream region dell’operone rib.
Quindi, è stata valutata la produzione di RB confrontando il comportamento del ceppo wild-type di B. longum subsp. infantis ATCC 15697 (WT) e di ROS25 in coltura pura e in un sistema modello in vitro di microbiota intestinale.
In primo luogo, la produttività di RB di ROS25 è stata studiata in un processo batch in controllo di pH condotto in bioreattore. Si è quindi osservato che ROS25 differisce dal WT per l’abbondante secrezione di riboflavina nell’ambiente di coltura extracellulare (rispettivamente 60,8 ng/ml e < 2,5 ng/ml). Successivamente, è stato studiato se la produzione di RB fosse influenzata dalla fonte di carbonio o se risentisse di un effetto feedback in presenza della vitamina nel mezzo colturale. In entrambi i casi l’esito è risultato negativo.
In colture fecali si è visto che ROS25 produce più RB del WT. L’incremento di RB in coltura è statisticamente più elevato sia in colture con microbiota vitale, sia in colture con microbiota disattivato. In quest’ultime la produzione di RB da parte di ROS25 è di circa 8 volte superiore rispetto a quella del WT.
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