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Gut microbiota of insectivorous bats in Japan harbor Chlamydophila psittaci and Shiga toxin-producing Escherichia coli: host species and location shape community structure

Questo studio caratterizza il microbiota intestinale di tre specie di pipistrelli insettivori in Giappone, rivelando che sia la specie dell'ospite che la località di campionamento influenzano significativamente la composizione della comunità, identificando al contempo la prima rilevazione di *Chlamydophila psittaci* insieme ad altri patogeni come *Bacillus cereus* ed *Escherichia coli* produttore di tossina Shiga, evidenziando così l'importanza della sorveglianza del microbioma della fauna selvatica per l'approccio One Health.

Autori originali: Rosalia Mwongeli Makau, Bett Evalyne Chepkirui, Ishara Uhanie Perera, Takashi Shimizu, Masanori Hashino, Hiroshi Shimoda, Miyuka Nishizato, Ai Takano, Tetsuya Yanagida, Fumito Maruyama, Jianjian Hou

Pubblicato 2026-07-02

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CC BY 4.0

Autori originali: Rosalia Mwongeli Makau, Bett Evalyne Chepkirui, Ishara Uhanie Perera, Takashi Shimizu, Masanori Hashino, Hiroshi Shimoda, Miyuka Nishizato, Ai Takano, Tetsuya Yanagida, Fumito Maruyama, Jianjian Hou, Kenta Watanabe, Masahisa Watarai

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ⚕️ Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo

Immaginate i pipistrelli come piccole città volanti. All'interno di ogni città (l'intestino del pipistrello), c'è una popolazione brulicante di residenti microscopici chiamati batteri. Questi residenti non si limitano a vivere lì; sono l'equipaggio addetto alla sanificazione, agli operai energetici e alle guardie di sicurezza della città, che lavorano tutti insieme per mantenere il pipistrello in salute.

Questo articolo di ricerca è come un censimento dettagliato e un controllo di sicurezza di tre diversi "quartieri" di pipistrelli in Yamaguchi, in Giappone. Gli scienziati volevano sapere: Chi vive in queste città? Il tipo di pipistrello o la grotta in cui vivono cambia la popolazione? E, cosa più importante, ci sono dei "criminali" pericolosi che si nascondono tra la folla?

Ecco la suddivisione delle loro scoperte:

1. I Quartieri e i Residenti

I ricercatori hanno studiato tre diverse specie di pipistrelli insettivori:

Il Pipistrello codalunga orientale (Miniopterus fuliginosus)
Il Pipistrello orecchiuto orientale (Myotis macrodactylus)
Il Pipistrello ferrignano maggiore (Rhinolophus ferrumequinum)

Hanno raccolto campioni da tre diverse località: due tunnel e una grotta.

Il quadro generale:
I "cittadini" batterici in questi intestini sono composti principalmente da due grandi gruppi (phyla): Pseudomonadota (circa il 64%) e Bacillota (circa il 22%). Pensate a questi come ai due principali partiti politici che gestiscono la città.

I "Dieci del Core Globale":
Nonostante ci siano centinaia di diverse specie batteriche, i ricercatori hanno trovato un "gruppo centrale" di soli 10 generi (un gruppo a livello di famiglia di batteri) che appariva in quasi tutti i pipistrelli, indipendentemente dalla specie o dalla posizione. Questi dieci sono i VIP del mondo intestinale dei pipistrelli, rappresentando quasi il 75% della popolazione totale. Sono i lavoratori affidabili e quotidiani che mantengono il sistema in funzione.

2. Cosa plasma la Città? (Ospite vs. Località)

Gli scienziati si sono chiesti: conta di più la specie di pipistrello o la grotta in cui vive?

La risposta: Entrambi contano, ma lavorano insieme come una ricetta e la sua cucina.
La specie di Pipistrello: Diverse specie di pipistrelli hanno leggermente diverse "mappe cittadine". I batteri in un pipistrello Miniopterus appaiono diversi da quelli di un Rhinolophus.
La Località: Dove vive il pipistrello (il particolare tunnel o la grotta) cambia anche il mix batterico.
L'Interazione: Lo studio ha scoperto che l'effetto della specie del pipistrello cambia effettivamente a seconda di dove si trova. È come se una ricetta specifica potesse avere un sapore diverso a seconda della qualità dell'acqua locale nella cucina.

Tuttavia, nonostante queste differenze su chi vive lì (i nomi e i tipi di batteri), i compiti che svolgono rimangono sorprendentemente gli stessi. Che si tratti di un pipistrello in un tunnel o in una grotta, i batteri sono tutti impegnati a svolgere lo stesso lavoro metabolico: scomporre il cibo e generare energia. Ciò suggerisce che, sebbene lo "staff" possa cambiare, la "produzione della fabbrica" rimane costante.

3. Il Controllo di Sicurezza: Trovare i "Criminali"

Questa è la parte più critica dello studio. I ricercatori non si sono limitati a contare i batteri; hanno cercato specifici "poster dei ricercati" per patogeni pericolosi.

Utilizzando una ricerca molecolare altamente sensibile (come un metal detector per il DNA), hanno trovato prove di tre specifici malfattori negli intestini dei pipistrelli:

Chlamydophila psittaci: Questa è una scoperta inedita nei pipistrelli. Questo batterio è noto per causare la "psittacosi" (febbre dei pappagalli) in esseri umani e uccelli, causando solitamente sintomi simili all'influenza. Trovare il suo DNA nei pipistrelli suggerisce che questi mammiferi volanti potrebbero essere un ospite nuovo, precedentemente sconosciuto, per questo germe.
Bacillus cereus: Un batterio noto per causare intossicazioni alimentari.
Escherichia coli produttrice di tossina Shiga (STEC): Un ceppo pericoloso di E. coli che può causare gravi malattie nell'uomo.

Nota importante: Lo studio ha trovato il DNA (il progetto genetico) di questi batteri, provando la loro presenza. Tuttavia, non hanno coltivato colture vive di essi in laboratorio, quindi hanno confermato la presenza dei batteri ma non hanno testato se fossero attualmente "attivi" o infettivi.

4. La Rete Sociale

I ricercatori hanno anche mappato come questi batteri interagiscono tra loro, come se disegnassero una mappa di chi parla con chi nella città.

Alcune specie di pipistrelli avevano reti sociali molto complesse dove i batteri erano strettamente connessi (come una città frenetica con molto traffico).
Altre avevano reti più semplici.
Interessante è che i "criminali" (i batteri patogeni) erano connessi alla rete solo in certe specie di pipistrelli, suggerendo che potrebbero essere visitatori temporanei in alcune e residenti più stanziali in altre.

In sintesi

Questo studio è come un nuovo capitolo nella "Guida alla Città dei Pipistrelli". Ci dice che:

I pipistrelli hanno città batteriche uniche, modellate sia da chi sono sia da dove vivono.
Nonostante le differenze, i batteri svolgono tutti gli stessi compiti essenziali per mantenere il pipistrello in volo.
Ci sono pericoli nascosti: Per la prima volta, gli scienziati hanno trovato prove genetiche di Chlamydophila psittaci nei pipistrelli, insieme ad altri patogeni noti.

Gli autori concludono che, poiché questi pipistrelli trasportano questi batteri, dobbiamo tenere d'occhio la connessione tra fauna selvatica, esseri umani e animali (un concetto chiamato "One Health"). Il fatto che abbiamo trovato il DNA non significa che stia iniziando una pandemia, ma significa che dobbiamo tenere accese le nostre "telecamere di sicurezza" su queste città volanti per capire come le malattie possano saltare tra le specie.

Sintesi Tecnica: Microbiota Intestinale di Pipistrelli Insettivori in Giappone

Definizione del Problema
Sebbene il microbiota intestinale dei pipistrelli sia riconosciuto per la sua importanza ecologica e di salute pubblica, i fattori specifici che modellano queste comunità microbiche nei pipistrelli insettivori selvatici in Giappone rimangono scarsamente compresi. Le ricerche precedenti si sono concentrate pesantemente sui patogeni virali (ad es. SARS-CoV-2) e sui microbiomi umani o di animali in cattività, lasciando una lacuna nella conoscenza relativa alla composizione batterica dei pipistrelli selvatici giapponesi, l'influenza della specie ospite rispetto alla posizione ambientale e la prevalenza di specifici batteri patogeni in queste popolazioni.

Metodologia
Lo studio ha caratterizzato il microbiota intestinale di tre specie di pipistrelli insettivori raccolti in tre siti distinti nella prefettura di Yamaguchi, Giappone: il pipistrello ad ali ripiegate orientali (Miniopterus fuliginosus), il pipistrello a lungo dito orientale (Myotis macrodactylus) e il pipistrello grande osa (Rhinolophus ferrumequinum).

Campionamento: 75 pipistrelli sono stati catturati presso il tunnel di Muikaichi, il tunnel di Yamane e la grotta di Beppu. Sono state raccolte sezioni distali dell'intestino crasso e il contenuto fecale è stato estratto per l'analisi del DNA.
Sequenziamento: È stato eseguito il sequenziamento ad alto rendimento dell'amplicon del gene 16S rRNA (regione V3–V4). A causa della bassa biomassa, l'amplificazione ha richiesto 40 cicli, con il sequenziamento riuscito di 31 campioni. I dati sono stati elaborati utilizzando QIIME 2 e DADA2 per generare le Varianti di Sequenza dell'Amplicon (ASV).
Screening dei Patogeni: Oltre al sequenziamento, è stato impiegato un approccio PCR nested specifico per specie per lo screening di specifiche specie patogene, tra cui Chlamydophila psittaci, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Chlamydophila pneumoniae, Streptococcus pneumoniae e Escherichia coli produttore di tossina Shiga (STEC).
Analisi Statistica: La alfa e la beta diversità sono state valutate utilizzando le metriche di Shannon, Chao1, Faith's PD e dissimilarità di Bray-Curtis. PERMANOVA è stata utilizzata per testare gli effetti della specie ospite e della posizione. I profili funzionali sono stati predetti tramite PICRUSt2 e le reti di co-occorrenza sono state generate tramite SparCC.

Risultati Chiave

Composizione Microbica: Il microbiota intestinale era dominato dai phyla Pseudomonadota (63,6%) e Bacillota (22,3%). Un core globale di dieci generi (tra cui Hafnia, Dwaynesavagella, Serratia e Staphylococcus) ha costituito il 74,5% dell'abbondanza relativa totale in tutte le specie e le località.
Rilevamento dei Patogeni: La PCR nested ha rilevato con successo il DNA di Chlamydophila psittaci, Bacillus cereus e Escherichia coli produttore di tossina Shiga 1 nei campioni di pipistrello. Mentre il sequenziamento 16S ha identificato generi contenenti potenziali patogeni (ad es. Staphylococcus, Streptococcus), la PCR specifica per specie non ha confermato la presenza di S. aureus, Y. enterocolitica, C. pneumoniae o S. pneumoniae.
Driver della Diversità:
- Alfa Diversità: Non sono state trovate differenze significative nella ricchezza tassonomica o nell'equità tra le specie di pipistrelli o le località, fatta eccezione per una differenza a coppie nell'indice di Shannon tra il tunnel di Yamane e la grotta di Beppu.
- Beta Diversità: Sia la specie ospite ( $R^2 = 0,166, p = 0,001$ ) che la località di campionamento ( $R^2 = 0,132, p = 0,001$ ) hanno influenzato significativamente la composizione della comunità. È stata osservata anche un'interazione significativa tra specie e località.
- Profili Funzionali: Le funzioni metaboliche predette (tramite PICRUSt2) non hanno mostrato differenziazione significativa tra specie o località, suggerendo una ridondanza funzionale nonostante la variazione tassonomica.
Analisi di Rete: Le reti di co-occorrenza hanno rivelato modelli specifici per specie e località. R. ferrumequinum ha esibito la rete più complessa, mentre M. fuliginosus ha mostrato la più semplice. I taxa patogeni come Chlamydophila erano integrati nelle reti di M. fuliginosus e R. ferrumequinum, ma non di M. macrodactylus.

Contributi Chiave

Prima Rilevazione di C. psittaci nei Pipistrelli: Lo studio riporta la prima rilevazione del DNA di Chlamydophila psittaci nei pipistrelli, ampliando l'intervallo di ospiti noto per questo patogeno che causa la psittacosi in esseri umani e uccelli.
Caratterizzazione Completa: Fornisce la prima caratterizzazione dettagliata del microbioma intestinale dei pipistrelli insettivori in Giappone, identificando generi core specifici e phyla dominanti.
Driver Ecologici: La ricerca dimostra che l'identità della specie ospite e la posizione geografica sono fattori significativi e indipendenti che modellano la struttura della comunità intestinale in questi pipistrelli.
Sorveglianza dei Patogeni: Lo studio conferma la presenza di altri batteri patogeni (B. cereus e STEC) nelle popolazioni di pipistrelli giapponesi, sottolineando la necessità di una sorveglianza batterica parallelamente al monitoraggio virale.

Significato e Rivendicazioni
Gli autori affermano che questo studio sottolinea il valore dell'integrazione della sorveglianza del microbioma della fauna selvatica nei framework "One Health". Il rilevamento di C. psittaci, B. cereus e STEC suggerisce che i pipistrelli possano fungere da serbatoi o disseminatori di questi patogeni, ponendo potenziali rischi zoonotici all'interfaccia uomo-fauna selvatica. Lo studio postula che, sebbene la composizione tassonomica vari significativamente in base all'ospite e all'ambiente, il potenziale funzionale del microbioma rimane conservato, probabilmente a causa delle elevate richieste metaboliche del volo e dell'insettivoria. Gli autori concludono che la ricerca futura che incorpora metodi basati sulla coltura e il sequenziamento dell'intero genoma è necessaria per valutare pienamente il potenziale zoonotico e la vitalità di questi patogeni rilevati.

1. I Quartieri e i Residenti

2. Cosa plasma la Città? (Ospite vs. Località)

3. Il Controllo di Sicurezza: Trovare i "Criminali"

4. La Rete Sociale

In sintesi

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