Bacillus clausii

CARATTERISTICHE

Bacillus clausii è un batterio Gram-positivo, mobile, formante spore e come la maggior parte dei batteri Bacillus, è a forma di bastoncello. Le colonie di B. clausii formano margini filamentosi che appaiono di colore bianco crema. 

B. clausii è alcalinofilo e produce una classe di subtilisine note come proteasi ad alto contenuto alcalino. La proteasi derivata dal ceppo Bacillus clausii 221, ovvero la proteasi H-221, è stato il primo enzima ad essere identificato in un Bacillus alcalinofilo.

Proprio la natura alcalinofila dell’organismo ha dimostrato di essere utile nella prevenzione e nel trattamento di vari disturbi gastrointestinali. B. clausii è utilizzato, infatti, come probiotico e lo si può ritrovare in farmaci come l’Enterogermina.

Figura 1 – B. clausii al microscopio ottico

Questo organismo può essere trovato in molti ambienti alcalini. Generalmente si trova nel suolo, o comunque in ambienti con pH basico (pH>7).

Alcuni dei ceppi presenti nella preparazione farmaceutica Enterogermina (Sanofi-Synthelabo SpA, Milano, Italia) sono stati parzialmente caratterizzati e allineati con membri del sottogruppo B. alcalophilus.

FILOGENESI

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumFirmicutes
ClasseBacilli
OrdineBacillales
FamigliaBacillaceae
GenereBacillus
SpecieBacillus clausii

MORFOLOGIA DELLE COLONIE

Bacillus clausii è un microrganismo a forma di bastoncello ed è circondato da una spessa parete cellulare. La parete cellulare è costituita dal peptidoglicano. Le cellule di B. clausii tendono ad allinearsi a formare una struttura a forma di catena, osservabile come una lunga cellula a bastoncello. B. clausii produce l’endospora, crea spore ellissoidali situate a livello subterminale o paracentrale nello sporangio.

I quattro ceppi di Bacillus propagati per la produzione di Enterogermina, ceppi designati O / C, N / R, T e SIN, sono stati ottenuti da Sanofi-Synthelabo SpA come sospensioni di spore separate. Le denominazioni di questi ceppi derivano dalla loro resistenza a diversi antibiotici:

  • O / C è resistente al cloramfenicolo,
  • N / R è resistente alla novobiocina e alla rifampicina,
  • T è resistente alla tetraciclina,
  • SIN è resistente alla neomicina e alla streptomicina.

Tutti i ceppi contenuti in Enterogermina analizzati formano colonie bianche e ruvide con bordi irregolari

Le cellule in crescita sono lunghi bastoncelli (da 0,7 a 0,9 da 2,5 a 5,0 μm) e formano spore ellissoidali situate a livello interterminale in sporangi.

La crescita batterica non si è verificata a pH 5,7 o 6,0 nei mezzi liquidi e solidi usati. La crescita ottimale (tempo di generazione: 30 minuti) è stata ottenuta a pH 8,0, sebbene ciascun ceppo fosse in grado di crescere a pH 7,0 (tempo di generazione: 39 min), pH 9,0 (tempo di generazione: 37 min) e pH 10,0 (tempo di generazione: 41 min). Questi risultati indicano chiaramente che i ceppi di Bacillus che costituiscono Enterogermina sono microrganismi alcalino-tolleranti.

Figura 2 – Cellule di B. clausii. Si può notare la tipica forma bastoncellare

PATOGENESI

Le spore di B. clausii sono resistenti a molti antibiotici tra cui:

  • Eritromicina;
  • Lincomicina;
  • Cefalosporine;
  • Cicloserina.

La resistenza di Bacillus clausii a molti antibiotici fa sembrare che possa danneggiare gli esseri umani, ma i ceppi sporulati di Bacillus clausii sono effettivamente usati nel trattamento delle malattie gastrointestinali per ripristinare la flora intestinale a causa della loro resistenza agli antibiotici e alla capacità di stimolare l’attività immunitaria, una classe di batteri soprannominata probiotici.

Enterogermina è particolarmente usato nel trattamento della diarrea e nella prevenzione di malattie gastrointestinali infettive.

Figura 3 – Una scatola di Enterogermina sospensione orale – Spore di Bacillus clausii poliantibiotico resistente. Prodotto da Sanofi Aventis per il mercato italiano

Bacilli alcalinofili come B. clausii producono enzimi, come xilanasi, cellulasi, amilasi e proteasi, che sono molto utili nell’industria e nella vita domestica.

B. clausii ceppo KSM-K16, ad esempio, produce proteasi particolarmente utili note come M, H e N-proteasi. Un enzima proteolitico che scinde i polipeptidi in piccoli pezzi di amminoacidi. Come altri organismi facenti parte di Bacillus, KSM-K16 secerne le sue proteasi direttamente nel terreno, specialmente durante i periodi di bassa nutrizione.

La proteasi-M, ad esempio, è utilizzata nei detergenti per uso intensivo per rimuovere le macchie contenenti proteine ​​dal bucato.

METODI DI IDENTIFICAZIONE

I ceppi precedentemente citati possono essere isolati su piastre di terreno Luria-Bertani (Fluka, Buchs, Svizzera), brodo nutriente (Oxoid), brodo Luria-Bertani (Fluka), o BHI, brain heart infusion (Biolife, Milano, Italia).

Inoltre i ceppi di Bacillus possono essere isolati in Mueller Hinton (MH) broth (Difco Laboratory, Detroit, MI) o in MH agar.

Bacillus clausii può essere anche coltivato in:

  • XLDA (Xylose Lysine Deoxycholate Agar),
  • MSA (Mannitol Salt Agar),
  • Mc Agar (Mc conkey Agar),
  • CET (Cetrimide Agar),
  • SCDA (Soya bean Caesin Digest Agar),
  • SDA (Sabourd Dextose Agar).

Bacillus clausii è in grado di utilizzare molteplici fonti di carbonio tra cui:

  • L-aribosio,
  • Xilitolo,
  • Galattosio,
  • Dulcitolo,
  • Sorbitolo,
  • Metil-mannoside,
  • Mannosio,
  • N-acetilglucosamina,
  • D-tagosio,
  • 2-chetogluconato.

Una parte degli attuali test di classificazione sonda quali fonti di carbonio sono utilizzate da un filamento di Bacillus per identificare la sua specie.

Di seguito una tabella utile per l’identificazione fenotipica e biochimica di B. clausii.

Figura 4 – Caratteristiche fenotipiche e biochimiche di B. clausii

L’identificazione esatta di B. clausii non è di facile realizzazione. Per questo motivo sono richieste tecniche di identificazione più complesse, come:

  • Caratterizzazione fenotipica
  • Estrazione del DNA e sequenziamento del gene rRNA 16S
  • Ibridazione del DNA
  • Analisi tDNA-PCR e SSCP
  • Randomly amplified polymorphic DNA (RAPD)

Fonti:

Fonti immagini:

Informazioni su Salvatore Gemmellaro 100 Articoli
Non ho mai fatto della Scienza solo una materia di studio ed una passione personale, ma l’ho sempre ammirata come un’opera d’arte. Riesco a vederne la bellezza. I miei contemporanei probabilmente vedono solamente basi di Rna, gli enzimi. Io vedo Picasso, le più stupende sculture della biologia, vedo i Virus. Sono laureato in Scienze Biologiche, ed intendo dar del mio, in futuro, nel mondo della ricerca scientifica.

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