Un appuntamento con l’arte: il microbioma dei dipinti di Leonardo da Vinci

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Tutti possono dire di aver visto almeno una volta nella vita un dipinto, in un museo, all’università, in casa e nei luoghi più disparati. Pochi sanno però, che su alcuni dipinti, si nasconde un mondo invisibile all’occhio umano. Le opere d’arte, sono da sempre soggette a studi e analisi di ogni genere. Proprio tramite questi studi, mirati al mantenimento dello stato di conservazione dei dipinti, si è scoperto che questi possono presentare un microbioma, che ci piace definire “artistico”.

Accenni sull’analisi biologica dei dipinti

Nel tempo, grazie alla globalizzazione e allo sviluppo di molti poli artistici, le grandi opere d’arte hanno iniziato a viaggiare in giro per il mondo. Tale spostamento di opere di rilevanza internazionale viene effettuato in condizioni di elevata sicurezza.

La biologia assume un ruolo importantissimo nell’analisi di queste opere per capire se esse abbiano subito contaminazioni e siano a rischio di degradazione. Le tecniche molecolari avanzate permettono oggi di rilevare eventuali contaminazioni da parte di microrganismi o eventuali interventi umani non registrati. In particolare tra le tecniche più utilizzate troviamo quelle definite di terza generazione, ovvero tecniche di sequenziamento genico effettuato tramite tecnologie avanzate (utilizzo dei nanopori). (Fig.1)

Tecniche di sequenziamento Nanopore microbioma artistico
Figura 1 – Tecniche di sequenziamento genico, basata sull’utilizzo di nanopori, struttura in cui passano i filamenti di DNA , e in cui i singoli nucleotidi vengono risconosciuti.

L’utilizzo di queste tecniche presenta diversi vantaggi, tra i quali: velocità di esecuzione, elevata affidabilità, e utilizzo di pochissimi reagenti chimici. Questi sono fattori fondamentali dal momento in cui queste opere d’arte sono sottoposte spesso a spostamenti rapidi in lungo e in largo.
Grazie a queste tecniche sempre più precise, gli scienziati sono riusciti ad identificare in alcuni casi un vero e proprio microbioma caratteristico per alcune opere. Fondamentali nella proliferazione di questi microrganismi sono anche il luogo e lo stato di conservazione delle opere, oltre alla possibile contaminazione dovuta al rimaneggiamento umano. Tutto questo concorre alla creazione del “microbioma artistico”.

Lo studio

Presso l’ICPAL (Istituto Centrale per la Patologia degli Archivi e del Libro), è stato portato avanti uno studio, su 7 dipinti. I dipinti scelti sono frutto del genio del grandissimo artista Leonardo da Vinci. (Fig. 2)

Leonardo da Vinci microbioma artistico
Figura 2 – Leonardo da Vinci


La strategia di analisi portata avanti nello studio è molto semplice. Si basa su micro aspirazioni, che hanno come obiettivo primario quello di raccogliere particelle di polvere, cellule microbiche e altri scarti dalla superficie delle opere.
Lo scopo principale di questo studio, e in generale di questo tipo di analisi, è stato quello di creare un bio-archivio dei materiali rinvenibili sui dipinti in modo da renderlo disponibile per eventuali comparazioni future che possano aiutare nell’arduo compito di conservazione del patrimonio artistico.

In una fase avanzata dello studio, i ricercatori si sono poi accorti che l’influenza dell’utilizzo di queste tecniche, in particolar modo dei nanopori e il continuo afflusso umano (in percentuale maggiore), seppur con le dovute misure di sicurezza, abbia portato alla proliferazione di microrganismi sulle superfici dei dipinti presi in analisi.
Questo ha fatto si che il bio-archivio, inizialmente pensato per catalogare in maniera molto generalizzata qualsiasi tipo di particella biologica, diventasse invece rappresentativo di un mondo microbiologico tipico di queste opere d’arte.

Tutto questo ha reso e renderà più facile il processo di conservazione del patrimonio artistico e la sua catalogazione in varie situazioni, tra cui anche quella di spostamento e di autenticazione di quest’ultime.

Microbioma artistico: abbondanza relativa

I risultati di questo studio rivelano la prevalenza dei batteri rispetto ad altri tipi di forme vitali presenti su questi tessuti (in particolar modo prevalenza sui funghi). In particolar modo sono presenti elevate tracce di batteri appartenenti al microbiota umano, dovuto soprattutto alle operazioni di conservazione.
Inoltre sono stati ritrovati molti microrganismi derivanti da vettori, come ad esempio insetti, che arricchiscono questo particolare microbioma.

Tutti i dipinti presentano un bio-archivio specifico, ma in particolar modo hanno in comune popolazioni microbiche che variano in base al luogo di conservazione (città e fattori ambientali), e alle metodiche adattate per la loro conservazione.

Nei 7 dipinti sono presenti l’abbondanza relativa dei batteri varia, da circa il 19% al 79%, mentre la presenza di virus e archea si attesta sotto l’1%. (Fig. 3)

Abbondanza relativa microbioma artistico
Figura 3 – Abbondanza relativa dei batteri e ulteriori specie microbiche e non.

Microbioma artistico: phyla predominanti

A seguito di queste analisi, i phyla ritrovati sono stati diversi (Fig.4). In primis il phylum dei Proteobacteria, che domina in tutti campioni prelevati (42-94% dei batteri), seguiti dagli Actinobacteria (3-28%) e Firmicutes (1-21%).

Solo in alcuni dipinti era presente una piccola percentuale di Cyanobacteria, all’incirca il 6% della popolazione microbica.

Del phylum dei Proteobatteri, la classe dominante è rappresentata dai Gammaproteobatteri. In particolar modo sono state ritrovate tracce di diversi ordini appartenenti a questa classe, tra cui Pseudomonadales, Acinetobacter , Moraxella e Pseudomonas.

Straordinariamente sono stati rilevati anche alcuni Enterobatteri, ovviamente derivanti dal contatto antropico, come Salmonella e Escherichia.
Per gli altri due phyla coinvolti, sono stati ritrovati diversi batteri, tra cui membri della classe Bacilli (Firmicutes), e membri dell’ordine dei Corynobacteriales e Microccolales (Actinobacteria).

Abbondanza relativa di phylum ordini e classi
Figura 4 – Abbondanza relativa dei singoli phyla e dei vari ordini e classi sui dipinti.


E’ interessante il dato che identifica alcune classi appartenenti al phylum dei Firmicutes, come tipiche dei documenti di archivio, o di materiali come le tele dei dipinti.
Mentre per quanto riguarda la contaminazione per il resto della popolazione batterica, è determinata esclusivamente da disattenzioni nella gestione di alcune procedure di conservazione o nella maggior parte dei casi da contaminazione animale (diffusione aerea tramite vettori).

Conclusioni e sviluppi futuri

In conclusione, possiamo affermare che anche in ambito artistico la scienza, in particolar modo la biologia e la microbiologia, tende ad assumere un ruolo importante.
In particolar modo, lo sviluppo di tecniche innovative di analisi, come la già nominata tecnica di sequenziamento mediante nanopori, possono apportare benefici alla cura del patrimonio artistico.

Inoltre è stimato che il danno subito da queste opere a causa dei soli microrganismi è abbastanza ridotto, in quanto questi agiscono solo anche in presenza di funghi come forti agenti deterioranti.

Ancora una volta, le opere di Leonardo da Vinci tornano a far parlare, e le analisi dei microbiomi si rivelano fondamentali in ambiti trasversali alla microbiologia. Il prossimo obiettivo posto dai ricercatori è quello di valutare la bioattività dei micorganismi che caratterizzano questi dipinti. D’altronde l’opera d’arte più grande, resta sempre la natura, con un occhio ai nostri micro-amici.


Fonti

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