Una recente scoperta effettuata da scienziati dell’Università di Chicago ha sottolineato la duplice azione dei conservanti alimentari, in grado di colpire sia gli agenti patogeni dannosi che i batteri benefici cruciali all’interno dell’intestino, sollevando così importanti domande sui loro effetti a lungo termine sulla salute dell’apparato digerente e sulla diversità microbica.
La duplice azione dei conservanti alimentari
Alimenti come yogurt, verdure in scatola e pane confezionato spesso includono conservanti che sfruttano le proprietà antimicrobiche di sostanze come i lantibiotici, compresi quelli simili alla nisina, per garantirne la longevità e la sicurezza. Questi additivi, pur essendo essenziali per prevenire la crescita microbica che può portare al deterioramento, sono stati studiati per le loro implicazioni più ampie sulla salute, in particolare per le interazioni che hanno con il microbioma intestinale umano.
Per prolungare la durata di conservazione degli alimenti, i produttori incorporano comunemente conservanti nei loro prodotti. Queste sostanze hanno lo scopo di eliminare i microrganismi che potrebbero causare il deterioramento degli alimenti. Mentre i conservanti tradizionali come zucchero, sale, aceto e alcol hanno una lunga storia di utilizzo, i prodotti alimentari contemporanei spesso elencano additivi più oscuri come benzoato di sodio, propionato di calcio e sorbato di potassio sulle loro etichette.
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).
Il loro uso, nonostante sia molto diffuso, non è ancora molto chiaro. Gli scienziati sanno ben poco su come questi lantibiotici influenzino 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, soprattutto, proteggendo dagli agenti patogeni. Se i batteri benefici venissero sostituiti da quelli patogeni, il risultato ottenuto sarebbe pari al mangiare cibo contaminato.
Conservanti: 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 alimento, 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, Ph.D., uno studioso post-dottorato nel laboratorio di Eric Pamer, MD, professore di medicina Donald F. Steiner e direttore del Duchossois Family Institute presso UChicago, hanno osservato l’impatto di tali sostanze naturali producendo lantibiotici sui batteri commensali dell’intestino.
Zhang ha spiegato: “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 stato ancora ben studiato. Anche se potrebbe essere molto efficace nel prevenire la contaminazione degli alimenti, potrebbe anche avere un impatto maggiore sui nostri microbi intestinali umani”.
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, Ph.D., 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 sui patogeni che sui batteri commensali intestinali. I ricercatori hanno scoperto che, sebbene i diversi lantibiotici avessero effetti differenti, uccidevano allo stesso modo agenti patogeni e batteri commensali.
Alcune sostanze chimiche possono fungere da conservanti naturali
Zhang ha aggiunto: “Questo studio è uno dei primi a dimostrare che i commensali intestinali sono sensibili ai lantibiotici e talvolta sono più sensibili dei patogeni. Con i livelli di lantibiotici attualmente presenti negli alimenti, è molto probabile che possano avere un impatto anche sulla nostra salute intestinale”.
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. Il team sta anche studiando la prevalenza di questi geni in diverse popolazioni di persone per comprendere meglio come tali batteri possano colonizzare l’intestino in diverse condizioni e diete.
Zhang ha concluso osservando che: “Sembra che i lantibiotici e i batteri che producono lantibiotici 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”.
