Stato dell’arte
Il microsistema marino è una importante fonte di principi attivi dalle potenzialità ancora non del tutto esplorate, in particolare per quanto riguarda il micobiota delle varie specie di piante e animali.
Cosa aggiunge questo studio
In questo studio è stato identificato il micobiota del cetriolo di mare (Holothuria poli) e sono state analizzate le potenzialità citotossiche e pro-osteogeniche dei ceppi isolati.

Conclusioni
Date le caratteristiche di determinati isolati, il cetriolo di mare che prolifera nel Mar Mediterraneo rappresenta una risorsa importante per la sintesi di composti di interesse farmaceutico o nel campo della medicina rigenerativa.

Dal micobiota del cetriolo di mare possono essere ottenuti nuovi potenziali principi attivi ad attività pro-osteogenica e citotossica per terapie rigenerative e oncologiche.

È quanto dimostra lo studio di Pietro Marchese e colleghi dell’Università di Torino, pubblicato di recente su Journal of Applied Microbiology.

Farmaci che vengono dal mare

Buona parte dell’ecosistema marino è ancora inesplorata, soprattutto a livello microscopico. Le conoscenze finora disponibili ne hanno dimostrato però un’ampia biodiversità, utile anche in campo sanitario come fonte di potenziali principi attivi. Nonostante l’attenzione maggiore sia riservata ad alghe e spugne, tra le specie più promettenti troviamo il cetriolo di mare (Holothuria poli) che prolifera soprattutto nel Mar Mediterraneo e che ha già dimostrato di possedere attività antifungina attraverso la produzione di particolari metaboliti. Ancora meno noto è però il suo micobiota.

Per approfondire tale aspetto, i ricercatori hanno indagato il profilo micotico di sei esemplari di Holothuria poli allo scopo di identificare eventuali specie con attività citotossica e pro-osteogenica da utilizzare in cambio biotecnologico. Di seguito le principali evidenze ottenute.

Lo studio sul microbiota del cetriolo di mare

18 campioni di micobiota prelevati da tre distinti siti anatomici (superficie corporea, intestino, feci) dei sei animali hanno evidenziato la presenza di 498 ceppi micotici appartenenti a 17 taxa e 16 generi tutti appartenenti al phylum Ascomycota.

In particolare:

• Aspergillus e Penicillium sono risultati i generi più rappresentativi (rispettivamente 34% e 25,5% delle specie totali e 65% e 25% della carica microbica totale); in particolare Aspergillus awamori e Penicillium steckii sono stati riscontrati in cinque dei sei esemplari. Seguono A. insuetus (4 animali), A. fructus, A. niger, A. tubingensis, Penicillium brevicompactum, P. citrinum e Stachybotrys chartarum (3 animali)
• le specie del genere Aspergillus sono in particolare membri di A. flavipedes (A. micronesiensis, A. poliporycola e A. spelaeus per il 18,7% degli Aspergillus e per il 9,9% della carica microbica totale), A. niger group (A. awamori, A. foetidus, A. niger e A. tubingensis per il 31,2% delle specie Aspergillus e il 6,6% della carica microbica totale) e A. versicolor group (A. creber, A. fructus, A. protuberus, A. sidowii e A. versicolor per il 31,2% delle specie Aspergillus e il 6,4% della carica microbica totale). In termini di abbondanza seguono Chaetomium (3 specie), Acremonium e Trichoderma (2 specie)
• la biodiversità dei tre siti anatomici è risultata analoga, con un numero di isolati variabile dalle 25 specie a livello intestinale alle 22 della superficie corporea e fecale. L’abbondanza relativa delle varie specie ha però dimostrato variazioni sito-specifiche. Aspergillus (A. awamori, A. fructus, A. ochraceus, A. tubingensis e A. versicolor) ha infatti registrato una maggiore presenza fecale (304,5 ± 81,9 CFU gdw-1) rispetto a quella intestinale (268,7 ± 95,7 CFU gdw-1) e della superficie corporea (65,5 ± 26,8 CFU gdw-1). Espressione ceppo dipendente invece per Penicillium: P. steckii ha dimostrato una buona presenza a livello fecale (761,7 ± 71,8 CFU gdw-1) e intestinale (267,1 ± 42 CFU gdw-1), P. citrinum invece maggiormente a livello fecale che intestinale (118,8 ± 17,2 vs 11,9 ± 2 CFU gdw-1), mentre P. brevi compactum è risultato più espresso nelle feci rispetto alla superficie corporea (578,1 ± 81,1 vs 15 ± 2,5 CFU gdw-1).

Possibili utilizzi in oncologia

Gli estratti micotici di 9 ceppi (P. brevicompactum MUT 1097, P. chrysogenum MUT 1115, P. citrinum MUT 1071, P. citrinum MUT 1105, Acremonium implicatum MUT 1055, Acrostalagmus luteoalbus MUT 1070, Chaetomium globosum MUT 1013, Chaetomium sp. MUT 1035, Myrotecium verrucaria MUT 1069) in tre differenti condizioni (NaCl ricco in nutrienti, NaCl povero in nutrienti e no NaCl) sono quindi stati testati su cellule di epatocarcinoma (HepG2) per valutarne la citotossicità a concentrazioni crescenti per 72 ore (200 ng/ml-200 μg/ml).

La citotossicità media espressa come LD50 è variata da 27,7 a 474,3 μg/ml con la massima efficacia per quattro specie, due delle quali appartenenti ai generi Chaetomium, una ad Acrostalagmus e una a Myrotecium. Anche le condizioni di estrazione hanno dimostrato di influenzare significativamente la citotossicità.

Metabolita batterico per l’osteoporosi?

Da ultimo, monitorando l’attività della fosfatasi alcalina (ALP) sono stati selezionati gli estratti apparentemente più coinvolti nell’attività pro-osteogenica (MUT 1115-SMA; MUT 1071-SMA; MUT 1097-MEA; MUT 1086-SMA; MUT 1074-SMA; MUT 1091-SMA; MUT 1054-MEA; MUT 1069-MEA; MUT 1035-MEClA), che sono stati nuovamente testati anche in relazione alla deposizione di calcio, altro parametro implicato.

Tra tutti, 1115SMA e 1071-SMA (appartenenti rispettivamente a Penicillium chrysogenum e P. citrinum) hanno dimostrato di incrementare maggiormente l’espressione di ALP e la mineralizzazione del calcio, suggerendo dunque un’attività pro-osteogenica.

Il cetriolo di mare sembrerebbe essere quindi caratterizzato da un’interessante comunità micotica, promettente nel campo biomedico per la presenza di ceppi ad attività citotossica (e quindi utili in campo oncologico) e pro-osteogenica (adatta per un’applicazione nella medicina rigenerativa).