I produttori alimentari spesso aggiungono conservanti ai prodotti alimentari per mantenerli freschi. Lo scopo principale di questi conservanti è quello di uccidere i microbi che potrebbero degradarsi e altrimenti rovinare il cibo. Additivi comuni come zucchero, sale, aceto e alcol sono stati usati come conservanti per secoli, ma le moderne etichette alimentari ora rivelano ingredienti meno familiari come benzoato di sodio, propionato di calcio e sorbato di potassio.
I batteri producono sostanze chimiche chiamate batteriocine per uccidere i concorrenti microbici. Queste sostanze chimiche possono fungere da conservanti naturali uccidendo gli agenti patogeni potenzialmente pericolosi presenti negli alimenti. I lantipeptidi, una classe di batteriocine con proprietà antimicrobiche particolarmente potenti, sono ampiamente utilizzati dall’industria alimentare e sono diventati noti come “lantibiotici” (una combinazione scientifica di lantipeptidi e antibiotici).
Nonostante il loro uso diffuso, tuttavia, si sa poco su come questi lantibiotici influenzano il microbioma intestinale delle persone che li consumano nel cibo. I microbi nell’intestino vivono in un delicato equilibrio e i batteri commensali forniscono importanti benefici al corpo scomponendo i nutrienti, producendo metaboliti e, cosa importante, proteggendo dagli agenti patogeni. Se troppi commensali vengono uccisi indiscriminatamente dai conservanti alimentari antimicrobici, i batteri patogeni opportunisti potrebbero prendere il loro posto e provocare il caos; un risultato non migliore di quello ottenuto mangiando cibo contaminato.
Effetti sui batteri buoni e cattivi
Un nuovo studio pubblicato su ACS Chemical Biology da scienziati dell’Università di Chicago ha scoperto che una delle classi più comuni di lantibiotici ha effetti potenti sia contro gli agenti patogeni che contro i batteri commensali intestinali che ci mantengono sani.
La nisina è un lantibiotico popolare utilizzato in qualsiasi cosa, dalla birra e salsicce al formaggio e alle salse. È prodotto da batteri che vivono nelle ghiandole mammarie delle mucche, ma anche i microbi nell’intestino umano producono lantibiotici simili. Zhenrun “Jerry” Zhang, PhD, uno studioso post-dottorato nel laboratorio di Eric Pamer, MD, Professore di medicina Donald F. Steiner e Direttore del Duchossois Family Institute presso UChicago, voleva studiare l’impatto di tali lantibiotici prodotti naturalmente su batteri commensali intestinali.
“La nisina è, in sostanza, un antibiotico che è stato aggiunto al nostro cibo per molto tempo, ma il modo in cui potrebbe avere un impatto sui nostri microbi intestinali non è ben studiato. Anche se potrebbe essere molto efficace nel prevenire la contaminazione degli alimenti, potrebbe anche avere un impatto maggiore sui microbi intestinali umani”, dice Zhenrun “Jerry” Zhang, PhD, studioso post-dottorato
Lui e i suoi colleghi hanno estratto un database pubblico di genomi di batteri intestinali umani e identificato i geni per la produzione di sei diversi lantibiotici derivati dall’intestino che assomigliano molto alla nisina, quattro dei quali erano nuovi. Quindi, in collaborazione con Wilfred A. van der Donk, PhD, titolare della cattedra di chimica Richard E. Heckert Endowed presso l’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, hanno prodotto versioni di questi lantibiotici per testare i loro effetti sia sugli agenti patogeni che sui batteri intestinali commensali. I ricercatori hanno scoperto che, sebbene i diversi lantibiotici avessero effetti diversi, uccidevano allo stesso modo agenti patogeni e batteri commensali.
“Questo studio è uno dei primi a dimostrare che i commensali intestinali sono sensibili ai lantibiotici e talvolta sono più sensibili degli agenti patogeni“, ha detto Zhang. “Con i livelli di lantibiotici attualmente presenti negli alimenti, è molto probabile che possano avere un impatto anche sulla nostra salute intestinale“.
Sfruttare il potere dei lantibiotici
Zhang e il suo team hanno anche studiato la struttura dei peptidi nei lantibiotici per comprenderne meglio l’attività, nell’interesse di imparare come utilizzare a fin di bene le loro proprietà antimicrobiche. Ad esempio, in un altro studio, il laboratorio Pamer ha dimostrato che un consorzio di quattro microbi, incluso uno che produce lantibiotici, aiuta a proteggere i topi dalle infezioni da Enterococco resistenti agli antibiotici. Stanno anche studiando la prevalenza dei geni resistenti ai lantibiotici in diverse popolazioni di persone per comprendere meglio come tali batteri possano colonizzare l’intestino in diverse condizioni e diete.
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“Sembra che i lantibiotici e i batteri che li producono non siano sempre buoni per la salute, quindi stiamo cercando modi per contrastare la potenziale influenza negativa sfruttando al tempo stesso le loro proprietà antimicrobiche più benefiche“, ha detto Zhang.
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