DALL'INTESTINO ALLE BIOTECNOLOGIE

ENTEROBATTERI 

Gli Enterobatteri, includono un numero ampio di batteri, il cui habitat naturale è costituito dall'intestino dell'uomo e di altri animali. Questi batteri sono accomunati da caratteristiche antigeniche e biochimiche tipiche dell'intero gruppo. Resta difficile classificare gli stessi, in base a queste caratteristiche, in gruppi nettamente distinti, in quanto molti batteri presentano caratteri intermedi, ma dal punto di vista pratico questo è comunque necessario nella diagnostica medica.

Tutti gli Enterobatteri sono bastoncelli Gram-negativi, asporigeni. Possono essere mobili o immobili, quasi tutti provvisti di pili. Sono aerobi-anaerobi facoltativi e normali terreni di coltura consentono la loro crescita. Se coltivati in presenza di ossigeno, ovvero in aerobiosi, gli enterobatteri sono produttori di citocromi e attraverso il ciclo di Krebs ricavano energia ossidando l'acido piruvico. Alla prova dell'ossidasi risultano negativi, non possedendo il Citocromo c. Per i generi Escherichia, Shigella e Salmonella il cianuro di potassio a piccole concentrazioni ne impedisce la crescita nel terreno di coltura.

In ambiente privo di ossigeno (anaerobiosi) attraverso la fermentazione possono utilizzare il glucosio, producendo acidi e talora anche gas. Questa proprietà e la mancanza di Citocromo-C costituiscono due caratteristiche di rilievo nella differenziazione degli enterobatteri dagli altri batteri Gram-negativi, i quali utilizzano il glucosio solo attraverso un processo ossidativo e sono ossidasi positivi. Il test specifico è il MR-VP.

TEST MR-VP: CONOSCIAMOLO MEGLIO!

Il Metil Red Voges Proskauer Medium (MR-VP) è un terreno differenziale sviluppato da Clark e Lubs utilizzato per differenziare gli enterobatteri. Il MR-VP contiene 3 sostanze fondamentali per la crescita degli organismi batterici quali peptone, glucosio e K2HPO4. I batteri MR positivi (come l’Escherichia coli) hanno la capacità di fermentare il glucosio con produzione di acido lattico, acido succinico, acido acetico e acido formico; Questi prodotti metabolici, hanno la particolarità di restare stabili durante l’incubazione e produrre così un alto tasso di ioni idrogeno. I batteri MR negativi  hanno la capacità di produrre acido lattico, acido acetico e acido formico; questi prodotti metabolici, hanno la particolarità di non restare stabili durante l’incubazione e produrre così un basso tasso di ioni Idrogeno, essi vengono trasformati in carbonati e anidride carbonica. L’acido acetico, a pH 6,3 viene convertito in acetoina o in 2-3 butilenglicol. A volte si ottiene un’inversione alcalina del terreno a causa delle proteine che effettuano un attacco catabolico con produzione di composti ammoniacali. Si possono differenziare i 2 risultati, tramite l’aggiunte dell’indicatore rosso fenolo, che si colora a seconda dell’acidità delle sostanze prodotte (rosso o giallo). Nella prova VP, si differenziano i microrganismi che fermentano il glucosio con produzione di sostanze acidi o con produzione di acetoina. L’acetoina, presente nella colture, è ossidato a diacetile dall’ossigeno atmosferico, in un ambiente reso alcalino dall'aggiunta del primo reagente: KOH (idrossido di potassio). Il diacetile, reagisce con il secondo reagente aggiunto: l’a-naftolo e si produrrà una colorazione rossa per le reazione positive e marrone per le reazioni negative.

GLI ENTEROBATTERI SONO RESISTENTI AGLI ANTIBIOTICI?

Gli enterobatteri sono germi che normalmente fanno parte della flora intestinale ma, in condizioni particolari, possono provocare infezioni anche gravi. Alcuni sono resistenti a quasi tutti gli antibiotici a disposizione, rendendo molto difficile trovare una terapia efficace. Le situazioni più problematiche si hanno quando questi batteri diventano resistenti a un particolare tipo di antibiotici: i carbapenemi. In questo caso si parla di enterobatteri produttori di carbapenemasi. La diffusione di questi batteri resistenti è favorita da un uso non appropriato degli antibiotici.

Gli enterobatteri produttori di carbapenemasi si trasmettono principalmente in due modi: direttamente da un paziente portatore a un’altra persona, attraverso le mani; o attraverso l’ambiente circostante.

Le regole basilari per evitare il contagio sono dunque: l’implementazione corretta dell’igiene delle mani e delle precauzioni da contatto e un’accurata igiene dell’ambiente di cura e delle attrezzature. 

IDENTIFICAZIONE DEGLI ENTEROBATTERI

L'identificazione degli enterobatteri si pone in una prospettiva differente a secondo che il quesito diagnostico riguardi un'affezione a localizzazione intestinale o extra-intestinale. Le localizzazioni intestinali degli enterobatteri si manifestano clinicamente con diarrea o febbri enteriche. In questi casi gli enterobatteri sono rappresentati dagli stipiti enteropatogeni degli E.Coli, dalle Shigelle e dalle Salmonella. Per la ricerca degli stipiti enteropatogeni di E.Coli, è sufficiente inoculare una sospensione di feci in piastre di terreni addizionati di sostanze dotate di azione batteriostatica nei confronti dei batteri G-P ed addizionati di lattosio e di un indicatore di pH; dopo 16-20 ore di incubazione le colonie di batteri lattoso-fermentanti saranno facilmente identificabili per il viraggio dell'indicatore dovuto alla produzione di acidi dalla fermentazione dello zucchero. Mentre nei confronti dei soggetti il cui sospetto clinico orienti per una eziologia da Shigelle o da Salmonella, la ricerca degli enterobatteri nel materiale fecale è facilitata dall'impiego di terreni contenti sostanze che oltre a inibire i G-P inibiscono o ostacolano anche la moltiplicazioni di E.Coli. Una volta stabilito che il batterio in esame è  una Shigella si procede all'identificazione del sottogruppo in base allo studio di altri caratteri biochimici ed eventualmente con lo studio dei caratteri sierologici. Quando invece si abbia a che fare con la Salmonella è necessario anche in questo caso, procedere allo studio dei caratteri sierologici. 

ESCHERICHIA COLI PER LA PRODUZIONE DI PROPANO

Uno dei batteri maggiormente utilizzati in campo biotecnologico è l'Escherichia coli. Gli ultimi studi hanno rivelato come sia possibile modificare il patrimonio genetico di tale microrganismo per indurlo a sintetizzare propano, un idrocarburo ampiamente utilizzato nell'autotrazione in forma di GPL. L'efficienza della tecnica, inizialmente bassa, è stata migliorata fornendo al batterio specifici componenti biochimici in grado di accelerare le reazioni di biosintesi fino all'ottenimento di una resa accettabile anche ai fini di un'applicazione industriale.

SALMONELLE: LA SOLUZIONE AL CANCRO?

Una nuova possibilità per il trattamento del cancro è rappresentata dall'impiego di alcuni batteri tra cui, il più studiato, il Sorovar Typhimurium della Salmonella enterica capace di colonizzare i tumori "mangiandoli". Questi batteri non solo hanno dimostrato di colonizzare tumori solidi, ma mostrano un effetto antitumorale insito nella loro natura. Essi potrebbero essere ulteriormente impiegati da vettori-tumorali di targeting per molecole terapeutiche. Il problema maggiore che si porrebbe nell'utilizzo della Salmonella a scopo terapeutico è la tossicità ad essa legata. Da quanto si evince dall'articolo pubblicato dall'American Society for Microbiology sembra però che il problema sia stato arginato attraverso modifiche nella struttura lipopolisaccaridica del microrganismo, principale responsabile della sepsi, uno dei segni più gravi di infezione. 

FONTI: http://it.wikipedia.org/wiki/Enterobacteriaceae http://assr.regione.emilia-romagna.it/it/servizi/Indice_A...Z/C/carbapenemasi http://www.sunhope.it/ENTEROBATTERI.pdf

http://www.lescienze.it/news/2014/09/04/news/batteri_produzione_rinnovabile_propano-2272252/
http://it.ibtimes.com/curare-il-cancro-col-batterio-della-salmonella-forse-si-puo-1398521
http://mbio.asm.org/content/6/2/e00254-15