Ceppi virulenti di Stafilococco hanno sempre destato preoccupazione per la salute umana, in particolare lo Staphylococcus aureus (MRSA) resistente alla meticillina è stato ritenuto responsabile di infezioni nosocomiali. Negli ultimi anni l’attenzione dei ricercatori è stata focalizzata su emergenti serbatoi di patogeni MRSA, ovvero animali da allevamento che trasmettono agli alimenti, loro derivati, batteri e tossine.
Molti paesi hanno identificato MRSA nei prodotti a base di carne: in USA e Canada sono state isolate colonie maggiormente nella carne di maiale, nei Paese Bassi e Danimarca prevalenza maggiore nel pollame. I super batteri sono stati identificati sia da infezioni causate dai manipolatori degli alimenti che da fonti di contaminazione animale. Tali patogeni, in condizioni favorevoli possono aumentare la loro concentrazione e produrre enterotossine termostabili, causando nonostante cottura, intossicazioni alimentari
La virulenza dello S. aureus è data dalla capacità di formare biofilm sia su superfici abiotiche che biotiche, che permette la sopravvivenza del microrganismo nell’industria alimentare. Sia lo S. aureus sensibile alla meticillina (MSSA) che lo S.aureus resistente alla meticillina (MRSA) possono formare “sottili pellicole” su diverse superfici. Gli MRSA possono formare due tipi di biofilm: ica-dipendenti (indotti dall’operone ica) e ica- indipendenti. L’Adesina Polisaccaridica Intercellulare (PIA) è il primo componente a determinare la formazione del biofim dello Stafilococco. Nelle condizioni per la formazione del biofilm e virulenza, sono necessari i geni e i prodotti del gene locus : icaR (regolatore) e icaADBC (biosintetico). SrrAB, regolatore di risposta respiratorio dello Stafilococco, introduce PIA in ambienti anaerobici, attraverso il legame di una sequenza di DNA a monte dell’operone icaADBC. In risposta a stress, il regolatore Spx ha dimostrato di avere un impatto negativo sulla formazione di biofilm , modulando icaR.
Come riportato in precedenza, i biofilm si possono formare indipendentemente dal gene ica, infatti Fitzpatrick et al. ha dimostrato che la formazione di biofilm nel ceppo MRSA BH1CC non è stata influenzata dalla delezionne di ica locus.
Si è scoperto un ulteriore componente importante per la formazione del biofilm: la mutazione del gene cidA, coinvolto nella morte cellualre, ha prodotto un biofilm meno aderente che conteneva bassi livelli di DNA genomico.
La comprensione dei processi coinvolti nella formazione del biofilm da parte dello S.aureus può facilitare lo studio della capacità dei ceppi di aderire e formare biofilm.
Tra i sistemi di regolazione batterica, il quorum sensing ha suscitato attenzione da parte della comunità scientifica. Le infezioni causate dagli stafilococchi sono quasi sempre monospecifiche, anche se molti biofilm sono polimicrobici e le molecole QS sono usate per cross-talk tra interspecie. Nei polmoni di un paziente affetto da fibrosi cistica è stato osservato un’interazione sinergica tra S.aureus e Pseudomonas aeruginosa, che provocava una ridotta sensibilità ad agenti antimicrobici e aumentata capacità di formare biofilm. In alcuni casi, le interazioni non sono sempre positive, infatti in coltura P.aeruginosa produce tossine respiratorie come il cianuro di idrogeno che debella lo S.aureus.
In una recente pubblicazione è stata esaminata la reazione degli agenti patogeni all’esposizione a disinfettanti di biofilm multispecie; biofilm a due specie costituito da S.aureus e E.coli era più resistente agli oli essenziali estratti dalla citronella e limone, rispetto a biofilm monospecie. Inoltre, biofilm di Bacillus subtilis proteggevano lo S.aureus dall’azione dell’acido peracetico.
La formazione di una comunità microbica sessile di cellule immerse in una sostanza polimerica extracellulare su varie superfici e materiali utilizzati nel settore alimentare, negli ultimi anni ha indotto un maggiore monitoraggio dello S.aureus nella catena alimentare. Gli approcci attuali per lo studio dei processi precedentemente elencati , come la genomica e metagenomica, aiuteranno a chiarire la struttura degli ecosistemi dei biofilm associati ad ambienti alimentari. Negli studi bisogna tener conto dell’effetto del composto usato per l’inibizione del biofilm e considerare la presenza di altre specie. L’applicazione di nanofilm sulle superfici per eliminare la formazione di biofilm potrà essere un interssante metodo per la sicurezza alimentare.
Veronica Nerino
Fonte:
Methicillin-resistant food-related Staphylococcus aureus: a review of current knowledge and biofilm formation for future studies and applications. – Research in Microbiology
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