Lattobacilli: i batteri più utilizzati dall’uomo

Caratteristiche

I lattobacilli sono batteri bastoncellari gram-positivi, anaerobi facoltativi, asporigeni ed immobili.

Questi sono considerati organismi di grado alimentare (Food-grade) e la maggior parte di essi sono riconosciuti come generalmente sicuri per la salute umana, cioè organismi GRAS (Generally Recognised As Safe). I lattobacilli sono infatti commensali della microflora intestinale e vaginale e sono largamente utilizzati nelle industrie di probiotici e casearie.

L’identificazione della specie risale al 1901, quando Beijerink definì per primo il genere Lactobacillus. Da allora, sono state identificate 261 specie, classificate per comuni tratti fenotipici, ma anche per simili di condizioni di crescita e di metabolismo.

Negli ultimi 40 anni, invece, l’avanzamento delle tecniche di identificazione, come il sequenziamento genico, ha permesso di differenziare le specie di lattobacilli sulla base dell’unità di RNA ribosomiale 16s.

Con il tempo, ci si è accorti delle differenze sostanziali che esistono tra una specie ed un’altra, rendendo quasi impossibile l’attribuzione delle stesse ad un unico genere.

Per questo motivo, nel 2020, un gruppo internazionale di ricerca, a cui ha partecipato anche l’Università degli Studi di Verona, ha presentato una nuova classificazione: le 261 specie di lattobacilli sono state ripartite in 25 generi, di cui 23 nuovi.

Gli scienziati hanno adottato un approccio polifasico, hanno quindi considerato la filogenesi del genoma del nucleo e la conservazione di sequenze nucleotidiche ed amminoacidiche, in associazione a caratteristiche ecologiche e metaboliche.

Il lavoro è durato molti anni, ma il team guidato da Zheng è finalmente riuscito ad individuare similitudini e differenze delineando una nuova classificazione tassonomica.

Delle numerosissime specie dei lattobacilli ne rimangono 35, tra cui L. acidophilus, L. Crispatus ed L. Helveticus; contrariamente, dovranno cambiare nome alcuni dei ceppi più famosi come L. Rhamnosus e L. casei.

Filogenesi

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumFirmicutes
ClasseBacilli
OrdineLactobacillales
FamigliaLactobacillaceae
GenereLactobacillus
Tabella 1: Filogenesi del genere batterico Lactobacillus

Metabolismo dei lattobacilli

I lattobacilli sono considerati batteri lattici (LAB), cioè in grado di trasformare molecole di zuccheri in lattato, attraverso il processo metabolico della fermentazione lattica.

Tra i batteri lattici vi sono specie omofermentative, che convertono gli zuccheri principalmente in acido lattico, e specie eterofermentative, che trasformano gli zuccheri in acido lattico, acido acetico, etanolo e CO₂. Poiché il catabolita prediletto dai lattobacilli è l’acido lattico, questi preferiscono condizioni di pH relativamente basso, nel range 5.5–6.5.

Morfologia delle colonie

Al microscopio appaiono come bastoncelli gram-positivi, singoli o in catenelle. L’eterogeneità delle specie si evidenzia soprattutto dalle forme e dalle dimensioni delle cellule, che possono essere più o meno affusolate e avere larghezze differenti.

colorazione di Gram lattobacilli
Figura 1 – Colorazione di GRAM dei lattobacilli

Su piastra crescono per inclusione o per spatolamento come colonie circolari nette color crema, più o meno grandi di dimensioni a seconda della specie. Le specie di lattobacilli sono molto esigenti dal punto di vista nutrizionale, richiedono infatti, substrati di crescita complessi e ricchi di carbonio, azoto ma anche di fosforasti e solforati.

lattobacilli su MRS agar
Figura 2 – Lattobacilli su MRS agar

Ecologia

Lactobacillus spp è un genere largamente distribuito in natura. La versatilità metabolica che lo contraddistingue, lo rende capace di colonizzare tanti habitat. Di conseguenza è possibile rinvenire le specie in un’ampia varietà di nicchie ecologiche come piante, suolo, acqua, ma anche nel latte non pastorizzato e negli animali.

Nell’uomo rappresentano la flora batterica della cavità orale e del tratto intestinale, in particolare, nelle donne, costituiscono la specie predominante del microbiota vaginale, dove sono in grado di inibire la crescita di batteri patogeni, producendo acido lattico, H2O2 e composti antimicrobici.

Applicazioni biotecnologiche

La distribuzione ubiquitaria e la capacità di produrre di particolari composti, come le batteriocine, fanno dei lattobacilli uno dei generi più studiato nel pubblico, come nel privato.

L’86% dei probiotici, a livello globale, contiene una specie di Lactobacillus, un dato che rende questo genere un target della ricerca scientifica.

Ad esempio, diversi ceppi di L. plantarum sono stati studiati sia contro le infezioni da Candida albicans, sia come supporto al trattamento farmacologico in pazienti con depressione.

Nelle industrie casearie sono sfruttati per la produzione di acido lattico dal lattosio. Questo processo causa l’agglutinazione delle proteine del latte e li rende ottime colture starter, che arricchiscono il prodotto a livello nutrizionale e ne influenzano il sapore. In aggiunta, la produzione di perossido di idrogeno favorisce la conservazione dei formaggi contro specie patogene.

Inoltre, la nuova classificazione avrà sicuramente un notevole impatto economico: assisteremo infatti ad un periodo di transizione tra vecchia e nuova nomenclatura.

Le aziende saranno chiamate ad aggiornare documenti tecnico-scientifici e legali. Anche il settore del packaging subirà delle modifiche.
Non da meno, il marketing dovrà lavorare per promuovere la conoscenza dei nuovi generi, comunicando in maniera efficacie con i consumatori e la comunità scientifica.

Infine, nonostante la nuova classificazione, i lattobacilli continueranno ad essere studiati e presto avremo ulteriori dettagli sulla loro fisiologia ed il rapporto con l’ospite.

Marianna Pasqua

Fonti

Crediti immagini

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