Biofilm di Staphylococcus aureus dal settore alimentare: caratterizzazione e controllo

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Content Providers(s): CDC/ Matthew J. Arduino, DRPH
Photo Credit: Janice Haney Carr

In questa tesi di dottorato, ceppi di Staphylococcus aureus isolati da alimenti, ambienti di lavorazione e maestranze sono stati caratterizzati da un punto di vista molecolare, e ne è stata valutata la loro capacità di produrre biofilm. Inoltre, è stata studiata una nuova strategia per l’eradicazione del biofilm di S. aureus.

Conclusioni e prospettive

L’attuale progetto di tesi di dottorato mirava a caratterizzare meglio lo S. aureus legato all’alimentazione da un punto di vista molecolare, a comprendere i meccanismi molecolari coinvolti nella formazione del biofilm di S. aureus e a sviluppare nuove strategie di eradicazione del biofilm medesimo. La capacità di diversi ceppi di S. aureus legati al cibo (entrambi meticillina-sensibili e resistenti) di produrre biofilm è stata valutata in diverse condizioni di temperatura, tempo e superfici, utilizzando tecniche diverse.

I ceppi sono stati anche caratterizzati da un punto di vista molecolare ed epidemiologico. Abbiamo osservato la notevole capacità dei ceppi di S. aureus (genotipo B) di produrre biofilm, grazie alla loro elevata virulenza e alla loro capacità di produrre enterotossine. Abbiamo anche osservato una forte variabilità da ceppo a ceppo nella capacità di formare biofilm su superfici di contatto alimentari comuni, come polistirolo e acciaio inossidabile, e la possibilità che la formazione di biofilm sia legata all’espressione della semplice presenza di geni associati al biofilm.

È interessante notare che agr (accessory gene regulator) di tipo III è risultato essere potenzialmente associato alla formazione di biofilm in S. aureus, a differenza dei risultati relativi agli isolati clinici. Un approccio proteomico è stato anche usato per identificare le proteine potenzialmente coinvolte nello stato di vita dei biofilm, osservando la sovraregolazione dell’enzima deidrogenasi dell’alcool, che potrebbe avere un ruolo nel migliorare la resistenza ai disinfettanti a base alcolica.

Inoltre, è stata osservata la sovraregolazione delle proteine legate allo stress e la sottoregolazione di una proteina coinvolta nella biosintesi del c-di-GMP che inibisce il biofilm. È stata, altresì, osservata l’importanza dello sviluppo di nuove strategie di controllo del biofilm: la resistenza all’antibiotico comune è stata testata su cellule planctoniche e sessili, osservando un aumento impressionante della resistenza agli antibiotici del biofilm.

Per questo motivo, abbiamo anche studiato l’azione di un nuovo peptide antimicrobico, HCAT-1, contro i biofilm di S. aureus preformati, che mostrava una notevole attività di eradicazione del biofilm. Questi risultati rappresentano un punto di partenza per valutare la varietà di potenziali applicazioni di questa soluzione nel settore alimentare, ad esempio, imballaggio attivo e disinfezione delle superfici.

Riferimenti

PhD Angelo Colagiorgi, tutor Prof. Adriana Ianieri – Università di Parma

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