Isolation and Probiotic Characterization of Bacillus stercoris VR19 from the polyherbal Ayurvedic fermented formulation Madhookasavam

L'intestino umano è un ecosistema frenetico, dimora di trilioni di residenti microscopici che aiutano a digerire il cibo, ad addestrare il sistema immunitario e a proteggere dagli invasori. Tra questi residenti, un gruppo specifico noto come probiotici — microrganismi vivi che offrono benefici per la salute quando consumati nelle giuste quantità — è da tempo oggetto di interesse medico. Sebbene molte persone associno questi batteri benefici ai prodotti lattiero-caseari o allo yogurt, gli scienziati stanno guardando sempre più altrove alla ricerca di nuovi ceppi, in particolare nei cibi fermentati tradizionali e nei medicinali. Queste preparazioni antiche si affidano spesso alla fermentazione naturale, un processo in cui piante e zuccheri interagiscono con microbi selvatici nel tempo, creando ambienti complessi che possono nutrire batteri robusti e resilienti. La domanda che guida la ricerca recente è se queste fonti tradizionali detengano un potenziale inespresso per trovare nuovi ed efficaci probiotici in grado di sopravvivere al duro viaggio attraverso il tratto digestivo umano e stabilirsi nell'intestino per svolgere un lavoro utile.

In uno studio recente, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione a un tradizionale medicinale ayurvedico chiamato Madhookasavam, un liquido fermentato fatto con i fiori dell'albero di Madhuka, miele e altre erbe come la cardamomo e il sandalo. Questa formulazione è stata utilizzata per secoli per sostenere la salute intestinale, ma il suo mondo microbico interno è rimasto ampiamente inesplorato. Il team si è proposto di isolare i batteri da questo liquido e testare se qualcuno di essi possedesse i tratti specifici richiesti per funzionare come un probiotico. Non stavano cercando solo un qualsiasi batterio; avevano bisogno di organismi che potessero sopravvivere all'ambiente acido dello stomaco, resistere ai sali biliari presenti nell'intestino e colonizzare in sicurezza l'intestino senza causare danni. Da una collezione di venti diversi ceppi batterici estratti dal medicinale, uno si è distinto come un candidato promettente.

I ricercatori hanno chiamato questo ceppo eccezionale VR19. Prima di dichiararlo un potenziale probiotico, lo hanno sottoposto a un rigoroso controllo di sicurezza. Hanno prima testato se il batterio potesse distruggere i globuli rossi, un segno di potenziale pericolo; VR19 non ha mostrato tale attività, indicando che era sicuro. Hanno poi esposto il ceppo a una serie di comuni antibiotici, tra cui cloramfenicolo e azitromicina, per garantire che non diventasse un portatore di resistenza ai farmaci. Il ceppo si è dimostrato sensibile a tutti, il che significa che non sopravvivrebbe se un paziente dovesse assumere tali medicinali, una caratteristica di sicurezza cruciale. Con la sicurezza stabilita, il team ha testato la sua resilienza. Hanno posto i batteri in soluzioni che simulavano lo stomaco umano, che variavano da altamente acide a moderatamente acide, e hanno scoperto che VR19 sopravviveva e cresceva bene, specialmente in condizioni vicine al pH 5 e 6. Hanno anche sfidato il batterio con la pepsina, un enzima digestivo, e i sali biliari, che si trovano nell'intestino tenue. Il batterio ha sopportato questi stress con straordinaria facilità, mantenendo la propria crescita anche quando esposto a concentrazioni di bile fino al 3 percento e livelli di sale fino al 10 percento.

Oltre alla mera sopravvivenza, i ricercatori volevano sapere cosa potesse effettivamente fare VR19 una volta arrivato nell'intestino. Hanno scoperto che il ceppo produce un enzima chiamato cellulasi, che aiuta a scomporre la cellulosa, una fibra resistente presente nelle pareti cellulari delle piante. Questa capacità è significativa perché suggerisce che il batterio potrebbe aiutare l'ospite a digerire le fibre alimentari, potenzialmente nutrendo altri microbi benefici nell'intestino. Inoltre, il ceppo ha dimostrato una forte capacità di neutralizzare i dannosi radicali liberi, un processo noto come attività antiossidante. Nei test, l'estratto batterico ha eliminato fino al 72,9 percento dei radicali liberi, una misura della sua capacità di ridurre lo stress ossidativo, che è collegato all'infiammazione e alle malattie croniche.

Per vedere se questi batteri potessero effettivamente prendere dimora in un organismo vivente, gli scienziati hanno utilizzato un piccolo verme trasparente chiamato Caenorhabditis elegans come modello. Questi vermi hanno un sistema digestivo semplice che funziona in modo simile a quello degli animali più grandi, rendendoli ideali per osservare come i batteri interagiscono con un ospite. I ricercatori hanno nutrito i vermi con il ceppo VR19 e hanno osservato cosa accadeva. Nel corso di diversi giorni, hanno scoperto che i batteri colonizzavano con successo l'intestino del verme e vi persistevano, anche quando i vermi erano privati del cibo. I batteri rimanevano all'interno dei vermi in numeri superiori rispetto a una fonte di cibo standard da laboratorio, provando che VR19 poteva non solo sopravvivere al viaggio, ma anche stabilire un presidio.

Infine, per identificare esattamente che tipo di organismo avessero trovato, il team ha analizzato il suo codice genetico. Sequenziando un gene specifico noto come gene 16S rRNA, hanno determinato che VR19 appartiene a una specie chiamata Bacillus stercoris. Si tratta di una specie di batteri relativamente nuova e, sebbene sia stata studiata per la sua capacità di scomporre la biomassa e produrre composti antimicrobici, questo studio segna la prima volta che è stata isolata da una formulazione ayurvedica e caratterizzata come un potenziale probiotico. I risultati suggeriscono che Bacillus stercoris VR19 combina la sicurezza, la capacità di sopravvivere alle dure condizioni digestive e tratti funzionali utili come la digestione delle fibre e la produzione di antiossidanti. Sebbene i ricercatori avvertano che sono necessari ulteriori test in mammiferi e umani prima che possa essere utilizzato come terapia, lo studio evidenzia i medicinali fermentati tradizionali come una ricca e inesplorata fonte di nuovi alleati microbici per la salute umana.