L'Università della California - Berkeley, ha pubblicato un articolo scientifico su Nature (una prestigiosa rivista scientifica) che sconvolgerà diversi settori industriali, farmaceutici ed alimentari.

 Che la ricerca degli ultimi anni fosse sempre più indirizzata al microbita intestinale è chiaro dal numero di "integratori probiotici" in commercio. Ma il motivo forse a molti sfuggiva. Per collegare dei batteri intestinali con le fonti di energia rinnovabile, in effetti di fantasia ce ne vuole molta! Però è proprio questa la scoperta. Conoscere i meccanismi di questi batteri ha un risvolto tecnico ed economico in diversi settori aziendali.

Ad oggi, la maggior parte dei batteri generatori di elettricità provengono da ambienti bizzarri (fondo dei laghi, minierei, ambienti esotici), ma mai si pensava che avessimo fonti energetiche... così vicine a noi come il nostro intestino. Questa ricerca ne dimostra più di 100 nel microbioma umano, sia patogeno che probiotico.

Erano insospettati perché utilizzano un sistema di trasferimento di elettroni extracellulare diverso e più semplice, che può rivelarsi utile: nella creazione di batterie batteriche, negli studi infettivologici o in impianti industriali a fermentazione.

In questa immagine osserviamo un batteri di Listeria che trasporta elettroni attraverso la loro parete cellulare nell'ambiente, come minuscole correnti, assistiti da molecole di flavina ubiquitarie (punti gialli). 

In poche parole, osservate della corrente elettrica.

Gli scienziati della Berkeley, hanno inizialmente scoperto che un comune batterio che causa diarrea, la Listeria monocytogenes, produce elettricità utilizzando una tecnica completamente diversa da batteri elettrogeni noti e che centinaia di altre specie batteriche usano questo stesso processo.

Successivamente hanno scoperto che molti altri batteri avevano queste caratteristiche. Questi batteri "scintillanti" fanno parte, per la maggioranza, del microbioma intestinale umano.

I batteri che causano la cancrena ( Clostridium perfringens ) e le infezioni acquisite in ospedale ( Enterococcus faecalis ) e alcuni batteri che provocano malattie da streptococco producono anch'essi elettricità.

Altri batteri elettrogeni, come i lattobacilli, sono importanti in processi industriali alimentari, come per esempio nella fermentazione dello yogurt e molti sono probiotici.

Esistono tanti insetti che interagiscono con gli esseri umani, sia come agenti patogeni che probiotici, siano essi nel nostro microbiota o coinvolti in processi di fermentazione industriale. Molti di essi sono elettrogeni. Capire i loro meccanismi ci aiuterà a capire meglio anche i meccanismi del nostro corpo e quindi a studiare eventuali cure mirate e farmaci di nuova generazione. Sono già iniziate ricerche sull'utilizzo di batteri di queste specie ed il trattamento da intossicazione da metalli pesanti (es. medicina del lavoro, aeronautica e spaziale, infettivologia) ma anche sull'utilizzo di questi batteri nel blocco genetico di patologie infiammatorie (oncologiche, neurodegenerative). I campi biologico-molecolari sono quindi tutti aperti all'utilizzo di batteri per risolvere i problemi etici sulla manipolazione genetica. In poche parole, il "lavoro sporco" lo faranno i batteri!

La scoperta di elettricità prodotta da questi batteri sarà anche estesa ed utilizzata in ambito di tecnologie bioenergetiche "verdi". Ad esempio, generare elettricità dagli impianti di trattamento dei rifiuti. Tecnologia già in atto in alcune città Europee.

Come sempre, una scoperta porta a tante applicazioni. Questa in particolare, comporterà un'importante svolta in tanti campi, oltre ad una ennesima conferma che il nostro corpo sia un piccolo cosmo; ma soprattutto dimostra una chiara interazione tra intestino- sistema immunitario e cervello, chiamato appunto Axis-Gut-Brain

Dr.ssa Grazia Sardanu
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 References:

Riferimento - Samuel H. Light, et al. Extracellular electron transfer mechanism based on flavin in various Gram-positive bacteria. Natura , 2018; DOI: 10.1038 / s41586-018-0498-z