Pericolosi batteri si stanno adattando alla plastica

Recenti ricerche hanno scoperto come l’interazione tra le specie Sargassum, i rifiuti marini di plastica e i batteri Vibrio crei il perfetto “patogeno” che rappresenta una minaccia per la biodiversità marina e la salute pubblica.

I batteri Vibrio, che si trovano comunemente nelle acque di tutto il mondo, sono la principale causa dei decessi umani legati al mare. Ad esempio, Vibrio vulnificus, spesso noto come batterio carnivoro, può causare gravi malattie di origine alimentare dovute al consumo di frutti di mare e può portare a infezioni e morte per ferite aperte.

Dal 2011 in poi, c’è stato un notevole aumento della presenza di Sargassum, un tipo di macroalga bruna a vita libera, nel Mar dei Sargassi e in altre aree oceaniche aperte come la Great Atlantic Sargassum Belt, con eventi di accumulo di alghe regolari e insoliti che si verificano sulle spiagge. Inoltre, i rifiuti marini di plastica, inizialmente scoperti nelle acque superficiali del Mar dei Sargassi, sono emersi come una preoccupazione globale a causa della loro longevità, persistendo decenni in più rispetto ai substrati naturali nell’ecosistema marino.

Attualmente si sa poco della relazione ecologica dei vibrioni con Sargassum. Inoltre, mancano prove genomiche e metagenomiche sul fatto che i batteri Vibrio che colonizzano i detriti marini di plastica e Sargassum possano potenzialmente infettare gli esseri umani. 

I ricercatori della Florida Atlantic University e collaboratori hanno sequenziato completamente i genomi di 16 batteri Vibrio isolati da larve di anguilla, detriti marini di plastica, Sargassum e campioni di acqua di mare raccolti dai mari dei Caraibi e dei Sargassi dell’Oceano Atlantico settentrionale. Quello che hanno scoperto è che i patogeni Vibrio hanno una capacità unica di “attaccarsi” alle microplastiche e che questi microbi potrebbero semplicemente adattarsi alla plastica.

“La plastica è un nuovo elemento che è stato introdotto negli ambienti marini ed esiste solo da circa 50 anni”, ha affermato Tracy Mincer, Ph.D., autore principale corrispondente e assistente professore di biologia presso l’Harbour Branch Oceanographic Institute della FAU e Harriet L. Wilkes Honours College.

“Il nostro lavoro in laboratorio ha dimostrato che questi Vibrio sono estremamente aggressivi e possono cercare e attaccarsi alla plastica in pochi minuti. Abbiamo anche scoperto che ci sono fattori di attaccamento che i microbi usano per attaccarsi alla plastica, ed è lo stesso tipo di meccanismo che usano i patogeni”, ha aggiunto.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Water Research, illustra che i vibrioni dell’oceano aperto rappresentano un gruppo di microbi finora non descritto, alcuni dei quali sono potenziali nuove specie, che possiedono una miscela di geni di acquisizione di nutrienti e patogeni, che riflettono il loro habitat pelagico. Utilizzando il genoma assemblato con metagenoma (MAG), questo studio rappresenta il primo Vibrio spp. genoma assemblato da detriti di plastica.

Lo studio ha evidenziato i geni patogeni dei vertebrati strettamente correlati al colera e ai ceppi batterici non colerici. I test fenotipici delle cultivar hanno confermato la rapida formazione di biofilm, le attività emolitiche e lipofosfolitiche, coerenti con il potenziale patogeno.

I ricercatori hanno anche scoperto che i geni della tossina zonula occludens o “zot”, descritti per la prima volta in Vibrio cholerae, che è una tossina secreta che aumenta la permeabilità intestinale, erano alcuni dei geni più altamente conservati e selezionati nei vibrioni che hanno trovato. Sembra che questi vibrioni penetrino attraverso l’intestino, rimangano bloccati nell’intestino e infettino in questo modo.

I risultati mostrano anche che alcuni batteri Vibrio in questo ambiente hanno uno stile di vita “onnivoro” che prende di mira ospiti sia vegetali che animali in combinazione con la capacità di persistere in condizioni oligotrofiche. Con l’aumento delle interazioni tra detriti marini uomo-sargasso-plastica, la flora microbica associata di questi substrati potrebbe ospitare potenti patogeni opportunisti. È importante sottolineare che alcuni dati basati sulla coltivazione mostrano che il Sargassum spiaggiato sembra ospitare elevate quantità di batteri Vibrio.

“Non credo che qualcuno abbia davvero considerato questi microbi e la loro capacità di causare infezioni”, ha affermato Mincer. “Vogliamo davvero rendere il pubblico consapevole di questi rischi associati. In particolare, si dovrebbe esercitare cautela per quanto riguarda la raccolta e la lavorazione della biomassa di Sargassum fino a quando i rischi non saranno esplorati in modo più approfondito”, ha concluso.

Fonte: Water Research