• Composizione del microbioma
• Evidenze dalla metagenomica

Stato dell’arte
Ciò che conosciamo del microbioma acquatico si basa essenzialmente sulle acque di superficie e su quelle per il consumo umano. Poco o niente invece si sa delle acque sotterranee o sorgive.

Cosa aggiunge questa ricerca
Lo studio applica approcci di metagenomica e culturomica all’analisi del microbioma  delle acque sorgive di Comano Terme.

Conclusioni
La fonte d’acqua di Comano Terme è caratterizzata da un’inaspettata diversità batterica sostenuta da, in buona parte, taxa sconosciuti. A questa evidenza si aggiunge la conferma di un’elevata capacità adattativa e un core batterico stabile nel tempo.

Le acque sorgive, quelle termali soprattutto, sono da tempo apprezzate sia per il nostro relax sia per la nostra salute in quanto efficaci nel trattamento di vari disturbi, dalla psoriasi alle bronchiti ricorrenti. Ma da cosa sono composte?

Renato Pedron e i colleghi dell’Università di Trento hanno cercato di rispondere a questa domanda analizzando la fonte di Comano Terme. Lo studio, pubblicato su Microbiome e basato su tecniche di metagenomica e culturomica, ha indagato nello specifico il microbioma presente in quattro diversi siti dell’impianto termale, ossia la fonte, l’idra (un serbatoio aggiuntivo sfruttato soprattutto in estate), le vasche e la cisterna di contenimento principale. I campioni sono stati prelevati nell’arco di due anni (2016-2017) per evidenziarne eventuali cambiamenti tempo-dipendenti.

Composizione del microbioma

La carica microbica totale rilevata nell’acqua termale analizzata è 5×106 cellule/L. È stato possibile isolare 181 ceppi adatti a essere messi in coltura e appartenenti rispettivamente a 4 phyla, 6 classi e 38 generi. L’approccio metagenomico ha invece permesso la classificazione di 18 isolati batterici a livello di genere, 6 a livello di famiglia e 1 a livello di ordine.

Nel dettaglio:

  • la composizione batterica è risultata complessivamente dominata da Proteobacteria (35.9%) e Nitrospirae (9.99%)
  • i ceppi appartenenti al phylum Patescibacteria sono stati registrati in tutti i campioni
  • la composizione batterica si è mostrata piuttosto stabile tra i vari campioni nel corso dell’anno a eccezione di quelli prelevati nella cisterna principale (2017) e nella vasca (2016)
  • l’alpha diversity ha presentato valori comparabili tra i campioni prelevati rispettivamente alla fonte e nell’idra in tempistiche differenti
  • di contro, vasche da bagno e cisterna principale hanno mostrato notevoli fluttuazioni di diversità tempo-dipendenti
  • fonte e idra hanno mostrato un andamento analogo anche in termini di beta diversity, mentre gli altri due siti di campionamento sono risultati nettamente differenziati

Evidenze dalla metagenomica

La composizione tassonomica e la struttura della comunità microbica hanno presentato notevoli differenze tra i quattro siti di campionamento:

  • considerando il microbioma totale, la maggiore abbondanza relativa è stata raggiunta dai batteri (196 taxa, 78.4%), seguiti dai virus (39, 15.6%), archea (12, 4.8%), eucarioti (2, 0.8%) e viroidi (1, 0.4%)
  • dei 250 taxa non classificati, 108 sono stati identificati in particolare a livello di specie e genere (77.8% e 21.3% rispettivamente)
  • i Proteobacteria hanno dimostrato di dominare il microbioma in tutti i siti di campionamento
  • il core del microbioma è risultato composto dagli ordini Sphingomonadales, Rhizobiales e Caulobacterales e dalle famiglie Bradyrhizobiaceae e Moraxellaceae
  • la maggior parte dei taxa formanti il core sono stati registrati con valori di abbondanza relativa differenti nei diversi punti di campionamento
  • la famiglia Methylocystaceae ha dimostrato di dominare il core del microbioma nell’idra, ma ha mostrato scarsa espressione negli altri siti

Le analisi genetiche si sono spinte oltre analizzando il valore di “identità nucleotidica media” (ANI, Average Nucleotide Identity) per ogni genoma isolato (n=72) o assemblato (n=30). Brevemente:

  • 10 genomi appartenevano a specie batteriche note (ANI >95%)
  • 36 genomi sono invece stati assegnati a specie non descritte precedentemente, ma appartenenti a generi noti (ANI 85-92.5%)
  • non è stato possibile identificare i restanti 55 (ANI < 85%) genomi

Dal punto di vista funzionale sono emerse notevoli differenze tra i microbiomi dei vari siti. La metanotrofia, ossia la capacità di sfruttare solo il metano come fonte di carbonio, si è dimostrata per esempio caratteristica propria di tutti i campioni, la metanogenesi (capacità di produrre il metano) solo di quelli prelevati nelle falde acquifere.

In conclusione, dunque, il microbioma della fonte termale di Comano si caratterizza per una grande abbondanza di nuovi taxa con, di conseguenza, una buona diversità e capacità adattativa all’ambiente sotterraneo oltre che stabilità nel tempo.

Trattandosi però di uno studio preliminare su questo tipo di acque, quelle termali, saranno necessari ulteriori approfondimenti al fine di comprenderne a pieno le caratteristiche e potenzialità.