Approcci proteomici per lo studio dei meccanismi di aggregazione in batteri probiotici

I probiotici sono microrganismi che, ingeriti in opportune quantità, esercitano un effetto positivo sulla salute dell'ospite, con il risultato di rafforzare l'ecosistema intestinale. I probiotici sono in grado di rafforzare le difese immunitarie ed ostacolano lo sviluppo di molti microrganismi dannosi. Per esercitare la loro funzione i microrganismi probiotici devono essere in grado di attraversare vivi e vitali la barriera gastrica e di aderire alle cellule epiteliali della mucosa in modo da poter colonizzare il tratto gastro-intestinale (1). Alcune specie di lattobacilli, tra cui L. acidophilus, L. johnsonii e L. plantarum,hanno riconosciute proprietà probiotiche e, recentemente, il sequenziamento del loro genoma ha dato l'avvio a studi di genomica funzionale importanti per chiarire molti aspetti della loro fisiologia e del loro metabolismo e per identificare componenti batteriche potenzialmente coinvolte nei processi di interazione e adesione cellulare (2, 3). Per comprendere i meccanismi molecolari coinvolti nei processi di aggregazione in L. crispatus, una specie batterica che presenta caratteristiche probiotiche, è stato condotto uno studio proteomico comparativo analizzando un ceppo "wild type" (M247) e un ceppo mutante isogenico (Mu5) che ha perso la capacità di autoaggregare (4), necessaria per l'adesione alle mucose gasato-intestinali. E' importante sottolineare che il genoma di questo microrganismo non è stato sequenziato e pertanto le proteine di interesse, separate mediante elettroforesi bidimensionale, sono state identificate integrando la strategia del "Peptide Mass Fingerprint" e quella della "sequence-tag", sulla base di sequenze di proteine omologhe, già annotate in banche dati, espresse da lattobacilli filogeneticamente vicini. Risultati di questo studio mostrano che il ceppo "wild type" M247 esprime una minore quantità di enzimi coinvolti nel trasporto e nel metabolismo dei carboidrati e degli ammino acidi e ciò può essere correlato alla formazione di aggregati cellulari che sono sottoposti a una ridotta disponibilità di nutrienti. Infine, è stato evidenziato che M247 esprime una maggiore quantità della proteina Elongation Factor Tu, lasciando quindi ipotizzare che questa abbia un ruolo specifico nei meccanismi di aggregazione in L. crispatus.