Clostridium niakharense sp. nov., a novel species isolated from the breast milk of a Senegalese mother breastfeeding a healthy child

Il corpo umano non è un vaso solitario, ma un ecosistema brulicante, popolato da una vita microscopica che abita ogni superficie e apertura. Tra queste comunità, i batteri presenti nel latte materno sono da tempo oggetto di fascino per gli scienziati, poiché questo fluido rappresenta il primo alimento per i neonati e una fonte critica di colonizzazione microbica precoce. Per decenni, i ricercatori hanno creduto che i batteri nel latte fossero principalmente passeggeri innocui o, in alcuni casi, contaminanti provenienti dall'ambiente. Tuttavia, gli strumenti utilizzati per studiare questi minuscoli organismi si sono evoluti. Gli scienziati possono ora coltivare batteri che precedentemente si riteneva fosse impossibile far crescere in laboratorio, permettendo loro di vedere le effettive cellule viventi piuttosto che limitarsi a inferire la loro presenza da frammenti genetici. Questo cambiamento ha aperto una nuova finestra sulla diversità della vita che esiste all'interno del corpo umano, rivelando specie che non erano mai state viste prima e sfidando le vecchie ipotesi su dove questi microbi provengano e cosa facciano.

In uno studio recente, i ricercatori hanno scoperto una nuova specie di batterio che vive nel latte materno di una madre sana in Senegal. Il team, lavorando da laboratori in Francia e in Senegal, ha raccolto campioni di latte da una madre che allatta un bambino sano nella regione di Niakhar. Hanno utilizzato una tecnica specializzata chiamata culturomica, che consiste nel far crescere i batteri in una varietà di condizioni per indurre anche i microbi più difficili da catturare a svilupparsi. Da questo sforzo, hanno isolato un singolo ceppo di batterio, che hanno chiamato Marseille-QA1073. A prima vista, questo batterio somigliava a un tipo noto. Al microscopio, appariva come un bastoncello curvo e a forma di fuso capace di muoversi autonomamente e di formare spore resistenti e dormienti per sopravvivere a condizioni avverse. Era un batterio Gram-positivo, il che significa che possedeva una parete cellulare spessa che colorava di viola in un test standard, e prosperava solo in ambienti privi di ossigeno.

Quando gli scienziati hanno provato per la prima volta a identificare il batterio utilizzando l'impronta proteica standard, la macchina non è riuscita a farlo corrispondere a nessuna specie nota. Si sono quindi rivolti a un metodo più potente: la lettura dell'intero codice genetico del batterio. Confrontando la sequenza genetica del nuovo ceppo con un database di batteri noti, hanno scoperto che era molto simile a due specie esistenti, Clostridium argentinense e Clostridium faecium. La somiglianza genetica era così alta — circa il 99 percento — che il marcatore genetico standard utilizzato per l'identificazione non riusciva a distinguerli. In passato, questo sarebbe bastato per classificare il nuovo ceppo come una di quelle specie note. Tuttavia, i ricercatori sapevano che guardare un singolo gene non era sufficiente per prendere una decisione definitiva. Avevano bisogno di esaminare l'intero genoma, l'insieme completo delle istruzioni che compongono l'organismo.

Quando hanno confrontato la completa impronta genetica del nuovo ceppo con i suoi parenti più stretti, le differenze sono diventate chiare. Il nuovo batterio condivideva solo circa il 94 percento del suo materiale genetico con Clostridium argentinense e circa l'87 percento con Clostridium faecium. Nel mondo della tassonomia batterica, questi numeri sono il fattore decisivo. Per essere considerati la stessa specie, due batteri devono condividere almeno il 95 percento della loro identità genetica. Poiché il nuovo ceppo cadeva ben al di sotto di questa soglia, i ricercatori hanno concluso che non si trattava di una specie nota, ma di qualcosa di completamente nuovo. Hanno proposto il nome Clostridium niakharense, un omaggio alla regione di Niakhar dove il campione è stato raccolto.

La scoperta è stata particolarmente significativa per il luogo in cui è stato trovato il batterio. Molti batteri della famiglia dei Clostridium sono noti per vivere nel suolo e possono talvolta essere pericolosi patogeni, producendo tossine che causano malattie gravi. Il parente più stretto di questa nuova specie, Clostridium argentinense, era storicamente associato a un tipo di tossina botulinica. Ciò ha sollevato una domanda immediata: questo nuovo batterio è pericoloso? I ricercatori hanno scansionato l'intero genoma alla ricerca di eventuali geni che producono tossine o fattori di virulenza. Non ne hanno trovati alcuno. Il nuovo ceppo non possiede i geni per la neurotossina botulinica o altri agenti nocivi noti. Era un membro sicuro e non tossico di una famiglia che spesso include parenti pericolosi.

Lo studio ha anche rivelato come questo batterio resiste a certi antibiotici. Il genoma mostra che il batterio trasporta un set specifico di geni sul suo cromosoma principale che gli permettono di resistere alla vancomicina, un potente antibiotico spesso usato come ultima risorsa. Questa resistenza è stata confermata in laboratorio, dove il batterio è cresciuto in presenza del farmaco. Tuttavia, è rimasto sensibile alla teicoplanina, un antibiotico correlato, un modello tipico per questo specifico tipo di resistenza genetica. I ricercatori hanno notato che il batterio mostrava resistenza anche ad altri antibiotici comuni, ma questo sembrava essere un tratto naturale del gruppo piuttosto che un nuovo superpotere acquisito.

L'aspetto forse più intrigante della scoperta era la probabile origine del batterio. Sebbene sia stato trovato nel latte umano, i ricercatori hanno utilizzato modelli informatici per prevedere dove viva solitamente questo tipo di batterio. I modelli suggeriscono che il batterio è principalmente un abitante del suolo e della rizosfera, l'area di terreno che circonda le radici delle piante. Ciò implica che il batterio trovato nel latte materno non era probabilmente un residente permanente del corpo umano, ma piuttosto un visitatore transitorio. È probabilmente arrivato nel latte attraverso l'esposizione ambientale, come il contatto della madre con il suolo o le piante, e ha sopravvissuto al viaggio perché può formare spore resistenti. Questo si allinea con il comportamento di molti batteri di questa famiglia, che sono diffusi nell'ambiente e possono occasionalmente essere trovati negli esseri umani senza causare danni.

L'isolamento riuscito di questo batterio evidenzia il valore dell'uso di tecniche di coltura avanzate per esplorare il microbioma umano. Molti batteri sono a crescita lenta o hanno esigenze specifiche che i metodi di laboratorio standard non colgono. Utilizzando un'incubazione prolungata e terreni di coltura specializzati, il team è stato in grado di dare vita a questo organismo esigente. Questa scoperta aggiunge una nuova voce alla lista crescente di specie batteriche trovate nel latte materno ed espande la nostra comprensione della diversità microbica che ci circonda. Serve come promemoria del fatto che, anche in contesti familiari come il latte materno, esistono ancora forme di vita sconosciute in attesa di essere scoperte, e che queste nuove scoperte spesso portano rassicurazioni sulla sicurezza piuttosto che avvertimenti di pericolo. Il ceppo è stato conservato nelle collezioni di colture per studi futuri, garantendo che questa specie appena nominata, Clostridium niakharense, sarà disponibile affinché gli scienziati possano imparare da essa per gli anni a venire.