Microbi Nascosti nell’Intestino di Libellula: Nuove Armi Segrete dalla Natura?

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel microcosmo nascosto all’interno di uno degli insetti più antichi e spettacolari del nostro pianeta: la libellula. Nello specifico, parleremo della *Epitheca bimaculata*. Pensate un po’, gli insetti sono sulla Terra da quasi 500 milioni di anni, un tempo incredibilmente lungo! E in tutto questo tempo, hanno sviluppato relazioni strettissime con un’infinità di microrganismi, soprattutto nel loro intestino.

Questi microbi non sono semplici passeggeri; spesso sono fondamentali per la sopravvivenza dell’insetto, aiutandolo a digerire, a difendersi dai predatori o dalle malattie. E qui viene il bello: questi microrganismi, in particolare i funghi, sono delle vere e proprie fabbriche chimiche! Producono un arsenale di molecole bioattive, alcune delle quali potrebbero essere la chiave per risolvere alcuni dei nostri problemi più pressanti, come la resistenza agli antibiotici o la lotta alle erbacce infestanti in agricoltura.

Proprio per questo, un gruppo di ricercatori (e io mi sento un po’ parte di questa avventura nel raccontarvela!) ha deciso di andare a curiosare nell’intestino della libellula *Epitheca bimaculata*. Cosa avranno trovato? Preparatevi, perché è una storia che merita di essere raccontata.

Alla Scoperta dei Funghi Nascosti

Immaginatevi sulle rive del fiume Yalu, in Cina, a raccogliere larve di questa specifica libellula. Una volta in laboratorio, con procedure sterili e meticolose, l’intestino di queste larve è stato estratto e… beh, analizzato a fondo! L’obiettivo era isolare e coltivare i funghi che ci vivevano dentro. Non è stato facile: sono stati usati ben 12 tipi diversi di terreni di coltura per cercare di “convincere” quanti più funghi possibili a crescere.

E il risultato? Sorprendente! Sono stati isolati ben 54 ceppi fungini diversi. Un piccolo universo brulicante di vita! Ma chi erano questi abitanti microscopici?

Un Esercito di Funghi: La Biodiversità Rivelata

Grazie all’analisi del DNA (in particolare di una regione chiamata ITS, una sorta di codice a barre per i funghi), è stato possibile dare un nome e un volto a questi 54 ceppi. Appartenevano a ben tre grandi phyla (Ascomycota, Basidiomycota e Zygomycota) e si distribuivano in sette classi e addirittura 17 generi diversi. Un vero e proprio campionario di biodiversità!

I generi più “popolosi” in questo condominio intestinale erano:

• Irpex (quasi il 15%)
• Cladosporium (circa il 13%)
• Penicillium (anche lui sul 13%)
• Mucor (circa l’11%)
• Talaromyces (oltre il 9%)

Altri generi come Pestalotiopsis, Bjerkandera e Aspergillus erano comunque ben rappresentati. Pensate, questa è la prima volta che viene studiata così nel dettaglio la comunità fungina nell’intestino di *Epitheca bimaculata*. Un primo, emozionante sguardo in un mondo sconosciuto!

Ma la vera domanda è: cosa sanno fare questi funghi? Sono solo coinquilini silenziosi o hanno qualche superpotere nascosto?

Potenziali Alleati Contro i Batteri

Una delle grandi sfide della medicina moderna è la crescente resistenza dei batteri agli antibiotici. C’è un bisogno disperato di nuove molecole antibatteriche, e la natura è una fonte incredibile a cui attingere. Così, i ricercatori hanno preparato degli estratti da ciascuno dei 54 ceppi fungini e li hanno testati contro alcuni batteri patogeni “cattivi”, come lo *Staphylococcus aureus* (spesso causa di infezioni ospedaliere), *Micrococcus tetragenus*, *Escherichia coli* (alcuni ceppi sono pericolosi) e *Pseudomonas syringae pv. actinidiae* (un batterio che danneggia le piante di kiwi).

I risultati? Promettenti! Sei estratti fungini hanno mostrato capacità di inibire la crescita di almeno uno dei batteri testati. In particolare, l’estratto del ceppo QTU-25, identificato come un Penicillium sp., si è distinto. Ha mostrato una forte attività contro *M. tetragenus*, *S. aureus* e *P. syringae pv. actinidiae*, con zone di inibizione (aree dove i batteri non riuscivano a crescere) notevoli, quasi paragonabili a quelle dell’antibiotico di controllo (gentamicina solfato). Non male per un funghetto intestinale, vero?

Guerrieri Silenziosi Contro le Erbacce

Ma le sorprese non finiscono qui. Un altro problema enorme, questa volta in agricoltura, sono le erbacce infestanti. Competono con le colture per acqua, luce e nutrienti, causando perdite di raccolto gigantesche (dal 30% fino al 90% in casi estremi!). E anche qui, l’uso massiccio di erbicidi chimici ha portato allo sviluppo di resistenze. Servono alternative più sostenibili e nuove molecole efficaci.

I nostri funghi intestinali potrebbero dare una mano anche in questo campo? Per scoprirlo, i brodi di coltura (il liquido in cui i funghi erano cresciuti, pieno dei loro metaboliti) sono stati testati contro due erbacce molto comuni e fastidiose: *Echinochloa crusgalli* (una graminacea, simile al riso selvatico) e *Abutilon theophrasti* (una pianta a foglia larga).

I risultati sono stati sbalorditivi, soprattutto contro *E. crusgalli*. Ben 50 ceppi su 54 (il 92.5%!) hanno mostrato una potente attività fitotossica, inibendo la crescita delle radichette di questa erbaccia per più del 50%. Addirittura, i ceppi QTU-39, QTU-22 e QTU-9 hanno bloccato la crescita al 100%! Altri sei ceppi, tra cui di nuovo il nostro amico QTU-25 (*Penicillium* sp.) e un certo QTU-28 (*Pestalotiopsis* sp.), hanno superato il 93% di inibizione. Anche contro *A. theophrasti* i risultati sono stati interessanti, con 25 ceppi (46.2%) che hanno superato il 50% di inibizione.

A questo punto, era chiaro che i ceppi QTU-25 e QTU-28 erano particolarmente interessanti, mostrando attività sia antibatterica (QTU-25) che erbicida (entrambi). Era ora di andare a vedere più da vicino quali “armi chimiche” producevano.

Le Armi Segrete: Molecole Isolate

Isolare e identificare composti chimici da un estratto complesso è un lavoro da detective. Utilizzando tecniche cromatografiche (come la cromatografia su colonna) e spettroscopiche (come la Risonanza Magnetica Nucleare – NMR – e la Spettrometria di Massa ad Alta Risoluzione – HR-ESI-MS), i ricercatori sono riusciti a purificare e identificare ben nove composti dagli estratti dei ceppi QTU-25 e QTU-28.

Dal ceppo QTU-25 (*Penicillium* sp.) sono stati isolati:

• Citrinin (1)
• Emodin (2)
• Citreorosein (3)
• 8-idrossi-6-metil-9-oxo-9H-xantene-1-carbossilico metil estere (4)
• Ergosterolo (5)
• Rubratoxin B (6)
• Eritrolo (7)

Dal ceppo QTU-28 (*Pestalotiopsis* sp.) sono stati isolati:

• Flufuran (8)
• Acido 4-N-butilpiridin-2-carbossilico (9)

Alcuni di questi nomi potrebbero suonare familiari agli esperti, altri meno. Ma la domanda cruciale è: quali di queste molecole sono responsabili delle attività biologiche osservate?

Le Prove del Fuoco: L’Efficacia dei Composti

I nove composti isolati sono stati messi alla prova, sia contro i batteri che contro le erbacce. Ed ecco i risultati più eclatanti:

* Citrinin (1): Questa molecola si è rivelata una vera star! Ha mostrato una forte attività antibatterica contro tutti e quattro i batteri testati (*S. aureus, M. tetragenus, E. coli, P. syringae pv. actinidiae*), con un’efficacia paragonabile a quella dell’antibiotico gentamicina solfato. Incredibile! Ma non solo: ha anche dimostrato una potentissima attività fitotossica contro *E. crusgalli*, inibendone la crescita radicale del 97.4% a una concentrazione di 100µg/mL, quasi come il controllo positivo (l’erbicida 2,4-D).
* Acido 4-N-butilpiridin-2-carbossilico (9): Anche questo composto ha mostrato una buona attività antibatterica contro tutti e quattro i batteri.
* Rubratoxin B (6): Sebbene non attiva contro i batteri in questo studio (ma altre ricerche le attribuiscono attività antibatterica e antitumorale), questa molecola ha mostrato una significativa attività fitotossica contro *A. theophrasti* (inibizione dell’87.4%) e anche una discreta attività contro *E. crusgalli* (50.4%). Anche il composto 9 ha mostrato una buona attività contro *E. crusgalli* (78.4%).

Cosa Significa Tutto Questo?

Questa ricerca ci apre una finestra su un mondo nascosto ma incredibilmente ricco: quello dei funghi che vivono in simbiosi con gli insetti. Abbiamo visto come l’intestino della libellula *Epitheca bimaculata* ospiti una notevole diversità di funghi, molti dei quali appartengono a generi noti per la produzione di metaboliti bioattivi, come *Penicillium* e *Pestalotiopsis*.

Ma la cosa più entusiasmante è che questi funghi, e le molecole che producono, hanno dimostrato un potenziale concreto sia come nuovi agenti antibatterici (pensate alla citrinina, efficace quasi quanto un antibiotico standard!) sia come nuovi erbicidi naturali (con diversi ceppi e composti molto potenti contro erbacce resistenti).

In un’epoca in cui combattiamo contro batteri sempre più resistenti e cerchiamo soluzioni più sostenibili per l’agricoltura, guardare a queste minuscole forme di vita associate agli insetti potrebbe essere una strategia vincente. C’è ancora tantissimo da scoprire, ma una cosa è certa: la natura, anche nei suoi angoli più impensati come l’intestino di una libellula, custodisce tesori preziosi per il nostro futuro. Non è affascinante?

Fonte: Springer