La somministrazione di probiotici e il trapianto fecale possono modulare la composizione del microbiota intestinale e prevenire/trattare numerosi disturbi gastroenterici. Tuttavia, diversi fattori, incluso l’ambiente gastrointestinale, possono impedire ai ceppi batterici di colonizzare l’intestino. Di recente un gruppo di ricercatori ha sviluppato un approccio basato sull’utilizzo di biofilm per aumentare la capacità del microbiota intestinale di sopravvivere e proliferare nel tratto gastrointestinale.
I risultati, pubblicati su Science Advances, suggeriscono che i batteri (biomasse fecali o probiotici) rivestiti con biofilm potrebbero essere utilizzati per una vasta gamma di applicazioni biomediche. «Le caratteristiche dei biofilm possono generare un effetto benefico a lungo termine per il trattamento delle infezioni del tratto gastrointestinale», affermano i ricercatori.
Per sopravvivere in ambienti sfavorevoli, i batteri producono naturalmente biofilm, che aiutano le colonie batteriche ad aderire alle mucose e a contrastare gli effetti dei trattamenti antibiotici e dell’azione del sistema immunitario dell’ospite.
Ispirato dalle numerose funzioni dei biofilm naturali, un team di ricercatori guidato da Jinyao Liu della Shanghai Jiao Tong University, in Cina, ha ipotizzato che i batteri intestinali rivestiti da un biofilm possano acquisire maggiore resistenza e aderenza al tratto gastrointestinale.
Effetti protettivi del biofilm
Per testare le proprietà dei batteri rivestiti con biofilm, i ricercatori hanno utilizzato Bacillus subtilis, un batterio intestinale che collabora con altri microrganismi “buoni” per sostenere i processi digestivi e promuovere la salute del sistema immunitario e dell’apparato digerente.
Per valutare il livello di resistenza di Bacillus subtilis rivestito da un biofilm nello stomaco, quindi a bassi valori di pH, i ricercatori hanno testato i batteri assieme un fluido simile ai succhi gastrici.
Dopo quattro ore, i ricercatori hanno osservato che il biofilm ha protetto i microbi dall’ambiente acido e ha contribuito a mantenere il tasso di sopravvivenza del Bacillus subtilis a un livello di quasi il 30% dopo quattro ore di esposizione agli acidi biliari.
Adesione dei probiotici alle pareti intestinali
Successivamente, il team di ricercatori ha valutato nei topi se il biofilm è in grado di migliorare l’adesione all’intestino.
Rispetto ai batteri non ricoperti (o ricoperti solo parzialmente) da biofilm, i batteri che ne sono interamente rivestiti hanno mostrato un’adesione all’intestino crasso e al cieco maggiore rispettivamente di 69 e 191 volte. Inoltre, i ricercatori hanno rilevato maggiori livelli di batteri rivestiti con biofilm nell’intestino per 120 ore.
I biofilm batterici hanno anche mostrato una maggiore resistenza e una migliore adesione all’intestino dei suini, che rappresentano un modello efficace per lo studio di questi fenomeni.
Inoltre, i microbi hanno contribuito a eliminare le infezioni da Staphylococcus aureus dall’intestino dei topi.
Conclusioni
I risultati suggeriscono che i batteri rivestiti da biofilm potrebbero aiutare a trattare una grande varietà di disturbi. «Grazie alla loro capacità di sopravvivere e proliferare in un ambiente “ostile”, l’assunzione di probiotici rivestiti con biofilm potrebbe essere utile per il trattamento di alcune malattie, come le infezioni delle vie respiratorie e dell’apparato riproduttivo», affermano i ricercatori.
Traduzione dall’inglese a cura della redazione
