Gasseri. Sol dell’avvenire. Il BNR17, anti-melanoma.

Su fratelli, su compagne / su, venite in fitta schiera: / sulla libera bandiera / splende il sol dell’avvenir, così aprì, Filippo Turati, l’Inno dei lavoratori, nel 1886. Ed i lavoratori della ricerca, in fitta schiera giungono, infatti, allo studio degli effetti anti-melanoma di talune sospensioni colturali batteriche. L’ultimo lavoro, indaga le doti antiossidanti ed anti-melanogeniche di un noto e poliedrico ceppo di Lactobacillus gasseri, il BNR17. Per traslato, il nostro sol dell’avvenir.

Aprile. Nuovo sole. Gasseri, a protezione.

Non solo nella calda stagione estiva, il sole attinge le strutture cellulari di noi organismi abbronzabili. La radiazione UV, infatti, attiva costantemente, su quanto le viene esposto, uno stato di stress fotonico, a cui, nello specifico, il tessuto cutaneo umano risponde per interposti agenti specializzati: i melanociti. Fucine di filtri molecolari, di schermi e protezioni per i sottostanti lavorii proliferativi profondi. Tanto fondamentali per la sopravvivenza a venire, quanto vulnerabili al trambusto di frontiera. E così, dalla porzione intermedia dell’ipofisi giunge l’ormone MSH, la melanotropina, a promuovere, nei melanociti, la melanogenesi, ovvero la sintesi di melanina. Pigmentazione di superficie, difensiva, piuttosto che abbellente, dalla genesi laboriosa, e minacciosamente pro-ossidante.

Precursore della melanina è la L-tirosina, aminoacido multifunzionale che passa a diventar L-DOPA, poi DOPAchinone ed infine la molecola bramata al solleone. Ma la melanogenesi, risposta ad uno stress fisico, genera nel suo esprimersi anche perossido d’idrogeno ed altre specie reattive dell’ossigeno (ROS). Quindi è reazione a stress fisico, con stress chimico. E le cellule intanto ne patiscono i danni. Il melanoma è di fatto ritenuto esito di enorme stress ossidativo. Spauracchio chimerico, lo stress ossidativo, soprattutto in campo cosmetologico, ma reale campo d’arduità in citologia. Stress esogeno e stress endogeno, dunque, accerchiano la pelle tacitamente esposta senza posa.

Risulta evidente, alla luce di quanto lumeggiato, la preminenza urgente per la ricerca, del vaglio di una siffatta nuova ipotesi, di gestione funzionale della risposta cutanea; mediante applicazione di un surnatante di probiotici privo di cellule, noto come CFS (Cell-Free Supernatant).

Surnatante di Lactobacillus gasseri BNR17: lo studio.

Il gruppo di ricerca, guidato da Sol Lee, ha isolato il ceppo batterico – noto mitigatore di sintomi infiammatori, diabete di tipo II, nonché regolatore del peso corporeo – da latte materno umano. Il surnatante, oggetto delle prove sperimentali, invece, proviene da coltura del ceppo di Lactobacillus gasseri BNR17, cresciuto in aerobiosi a 37°C per 16 ore. Esso ha poi subìto centrifugazione a 12000 x g per 10 minuti; e la filtrazione che ne è seguita ha imposto dimensioni di 0.22 μm.

Le linee cellulari su cui si sono valutati gli effetti d’inibizione della melanogenesi e dello stress ossidativo da ROS corrispondono a cellule di melanoma murino B16-F10 e cheratinociti umani immortali HaCaT. Tanto la linea cellulare murina, quanto quella dei cheratinociti umani, sono cresciute su DME medium addizionato con 10% di siero fetale bovino e soluzione antibiotica-antimicotica, a 37°C, in incubatore umidificato (CO2 al 5%).

Saggio di crescita cellulare. Citotossicità del surnatante. Melanogenesi.

I ricercatori hanno dunque condotto un saggio di crescita cellulare per determinare eventuale citotossicità del CFS, sia su melanociti di melanoma murino B16-F10 che su cheratinociti immortali umani HaCaT. Nessun effetto nocivo ne è derivato, fino a concentrazioni pari ad 1% (v/v) del surnatante su B16-F10, ed a 3% (v/v) su cheratinociti HaCaT, per 24 ore. Così, per le prove successive, i ricercatori hanno considerato concentrazioni del surnatante CFS, non superiori a tali valori limite, nei due rispettivi modelli cellulari.

Ad esame obiettivo, Il CFS, sia allo 0.5% sia all’1%, ha inibito la secrezione di melanina, nel mezzo di crescita delle cellule di melanoma murino, stimolate a tanto da α-MSH. Esito paragonabile per compiutezza a quello garantito dal controllo positivo recante arbutina. Inoltre, mediante saggio per valutare l’iperpigmentazione delle cellule, i ricercatori hanno osservato un colore più vivido, in cellule pretrattate con CFS 1% ( v/v).

Stabilità termica del surnatante, di Lactobacillus gasseri.

I ricercatori si sono spinti anche a valutare eventuale stabilità termica del surnatante di L. gasseri (Fig. 1) nell’esercizio delle sue funzioni anti-melanogeniche. I risultati hanno riportato una soddisfacente termostabilità, tra 37°C e 100°C, durante la melanogenesi intracellulare ed extracellulare. Riduzione della sintesi di melanina, confrontabile con quella dovuta ad arbutina. L’ Arbutus sp., famiglia delle Ericaceae, piante di macchia mediterranea, fornisce tale derivato idrochinonico dall’effetto antisettico, ma anche inibitorio della sintesi di melanina nei melanociti agendo sulla tirosinasi.

Gasseri: il sol dell'avvenire, sulla pelle. Lactobacillus, ceppo BNR17, contro il melanoma.
Figura 1 – Lb. gasseri. Fonte [supergreens].

Risalendo le competenze del surnatante, lungo la via biosintetica della melanina. Attività tirosinasica e CFS.

Come detto, l’enzima tirosinasi è centrale nella biosintesi del pigmento fotoprotettivo, quindi interessante è parso al gruppo di ricerca scandagliare l’impatto del surnatante di Lactobacillus gasseri BNR17 sulla funzione enzimatica cellulare della linea murina di melanoma B16-F10, trattata con α-MSH. Fonti dell’enzima intracellulare tirosinasi erano cellule lisate pretrattate con surnatante CFS.

Al termine del prodromico trattamento con α-MSH, l’attività tirosinasica registrata ha toccato il 313%, scendendo poi a 91.5% e 79.5%, rispettivamente a seguito del trattamento con CFS allo 0.5% ed 1% (v/v). In questo caso, la capacità inibitoria sull’enzima del surnatante ha superato quella osservata con arbutina 200 μM; pari a 140.4%, come massimo di riduzione.

Ancora più su: fino alla modulazione genica, del surnatante privo di cellule da probiotico L. gasseri.

Il surnatante ha sin qui dimostrato efficacia consistente nella riduzione della produzione di melanina, frutto della pro-ossidante risposta cellulare allo stress ossidativo da radiazione UV; pro-ossidante risposta, almeno quanto lo stress che essa tenta di fronteggiare. A convalidare tale capacità, i ricercatori hanno poi addotto esiti di modulazione dell’espressione genica competente per la codificazione dell’enzima tirosinasi.

I geni coinvolti in tale radice di processo, di biosintesi enzimatica, sono: Mitf, Tyr, Tyrp1 e Tyrp2. Il surnatante di L. gasseri ha effettivamente ridotto, dopo 6 ore di trattamento, ad una concentrazione del’1%, l’espressione dei geni Mitf e Tyr. Dopo 40 ore, invece, sono scesi significativamente anche i livelli di mRNA relativi ai geni Tyrp1 e Tyrp2.

Non solo anti-melanogenesi. Il surnatante e l’effetto antiossidante.

Mediante applicazione del saggio con radicale DPPH, i ricercatori sono riusciti ad osservare un significativo incremento di funzione antiossidante del surnatante, con andamento dose-dipendente. E per caratterizzare i meccanismi genici a monte del processo protettivo cellulare, essi hanno approfondito lo sguardo sul gene HO-1 nella linea cellulare cheratinocitica umana HaCaT. Tale gene codifica per l’eme ossigenasi-1, isoforma indotta dallo stress. Presente in milza, fegato e reni, è di fatto responsabile della degradazione dell’eme a biliverdina, monossido di carbonio e ferro. Si tratta quindi di un enzima citoprotettivo, chiamato a fronteggiare espressamente lo stress ossidativo.

Oltre a ciò, il surnatante (1% e 3% v/v, per 1 ora di trattamento) ha mostrato di innalzare i livelli cellulari di mRNA relativi al gene CAT, codificante per la preziosa classe enzimatica della catalasi, senza la quale saremmo distrutti lentamente dalle molecole di H2O2, che diversi nostri cicli metabolici liberano nello spazio di matrice. Solo tendenza al rialzo, invece, meno marcata, quindi, ha impresso il surnatante ai geni GPX1 e SOD1. Anch’essi fondamentali nelle reazioni collaterali di detossificazione chimica in cellule e tessuti.

«Il nostro coraggio nasce dalla nostra debolezza», scriveva Turati, a Prampolini.

Effetto anti-melanogenico, dunque, ed anche antiossidante del munifico surnatante privo di cellule di L. gasseri BNR17. E senza quella citotossicità che, anche in milieu biologici, rovina spesso molti sogni di gloria. Un esempio classico sono gli olii essenziali impiegati nel controllo delle infezioni vegetali, con il rischio di bruciare gli organi fotosintetici delle piante stesse.

Tuttavia, lo studio appena pubblicato, e fin qui giunto, può dirsi tutt’altro che concluso per il gruppo di ricerca. I ricercatori, infatti, si stanno addentrando in analisi aminoacidiche con HPLC, in cerca di nuove funzionalità anti-melanogeniche, ed indirettamente anti-melanoma. Appannaggio, questa volta, di peptidi e proteine, già noti modulatori dell’attività tirosinasica e della sua codificante origine genica. Per carpire la composizione, che rende efficace il surnatante privo di cellule del probiotico L. gasseri, nella protezione epiteliale, oggi, skincare.

Con quel coraggio di guardare ancora oltre. Oltre le nostre ultrastrutturali debolezze, sotto i raggi dell’empirea stella, che presto dominerà la nuova stagione (Fig. 2). Mentre quella del Sociàl Avvenire, pare, tarderà ancora.

Gasseri: il sol dell'avvenire, sulla pelle. Lactobacillus, ceppo BNR17, contro il melanoma.
Figura 2 – Seminatore col sole che tramonta, Vincent Van Gogh, 1888. Kröller-Müller Museum, Otterlo.
Fonte [copia-di-arte].


Fonti

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Ilaria G. Giuliani

Autrice di Microbiologia Italia. In principio, fu la collaborazione di ricerca, in Microbiologia e Tecnologia Alimentare, presso il CNR-ISPA BARI. Poi l'approfondimento in Nutrizione Umana, declinato in consulenze professionali e programmi didattici, di Educazione Alimentare. La divulgazione scientifica, adesso, ha preso il sopravvento. Scrivere, è farsi ascoltare. Meglio.

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