La rivoluzione probiotica dello S. salivarius EVOL12® per contrastare li cambiamenti dello SBEGA
Recente review italiana, pubblicata su Frontiers (Increase in invasive group A streptococcal infections in Milan, Italy: a genomic and clinical characterization) ha raccolto dati clinici ed epidemiologici riguardanti circa 2290 casi di infezioni da Streptococcus pyogenes, anche chiamato Streptococco Beta-Emolitico di Gruppo A (SBEGA), osservando l’incidenza di infezioni non invasive e invasive.
Gli autori hanno osservato che, dopo la pandemia da COVID-19, l’incidenza di infezioni da SBEGA, non solo è tornata alle numeriche precedenti la pandemia, se non peggiori; ma, il dato ancor più preoccupante, è l’aumento drastico e significativo del numero delle infezioni invasive da SBEGA.
L’articolo conclude evidenziando come tali dati clinici ed epidemiologici possano essere dovuti sia ad un deficit immunitario, dovuto al distanziamento sociale, sia ad un’evoluzione del patogeno che ha aumentato la sua virulenza. Quest’ultima motivazione è presumibilmente ciò che ha spinto la ricerca scientifica ad esplorare armi terapeutiche ancor più efficaci per prevenire le infezioni da SBEGA.
S. salivarius K12®: il probiotico orale più studiato nella prevenzione delle infezioni da SBEGA
Lo studio Engineered probiotic overcomes pathogen defences using signal interference and antibiotic production to treat infection in mice, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature nel gennaio 2024, ha infatti riportato che Streptococcus salivarius K12, probiotico orale, ha dimostrato un’elevata attività battericida in vitro contro diversi agenti patogeni, tra cui lo S. pyogenes.
Inoltre, numerosi trial clinici ne hanno validato l’efficacia preventiva, quando somministrato nei 3 mesi precedenti i periodi con maggiore incidenza di infezioni da SBEGA.
L’articolo, tuttavia, cita anche rari casi in cui il K12 non è riuscito a contrastare efficacemente la proliferazione dello S. pyogenes.
Gli autori hanno quindi indagato le peculiarità anti-pyogenes del ceppo K12 in modo tale da potenziarlo e renderlo ancor più performante nel contrastare i batteri patogeni e, in particolare, i ceppi di SBEGA più virulenti.
Salivabactina: l’arma antibatterica poco espressa dal K12®
Il principale meccanismo con cui lo S. salivarius K12 contrasta la crescita dello SBEGA è ormai noto e ben documentato, ovvero la produzione di due batteriocine chiamate salivaricina A2 e B.
I geni codificanti per tali metaboliti sono riportati in un mega-plasmide. A partire da queste conoscenze, gli autori dello studio hanno indagato in vitro l’attività battericida sullo S. pyogenes di tre ceppi: il S. salivarius K12 nativo, il salivarius K12 silenziato per i geni codificanti le salivaricine e il salivarius K12 privato dell’intero mega-plasmide.
I risultati hanno evidenziato che, mentre il salivarius K12 privato dell’intero mega-plasmide non ha prodotto alcuna morte nello S. pyogenes, sia K12 nativo che il K12 silenziato per i geni codificanti le salivaricine, presentavano un alone di inibizione circostante. In particolare, intorno al K12 nativo si è formato un ampio alone di inibizione, mentre il K12 privato dell’espressione delle salivaricine ha comunque determinato un alone di inibizione, seppur molto meno esteso.
Questo ha permesso di ipotizzare che il plasmide contenga le informazioni per la codifica di altre sostanze ad attività anti-pyogenes e l’articolo riporta infatti la scoperta, nel plasmide, del gene sar codificante per un’altra molecola responsabile dell’attività antibatterica: la salivabactina.
Studi in vitro dimostrano la potente attività antibatterica ad ampio spettro di questa sostanza.
Lo studio, però, osserva anche che lo S. salivarius K12 non è in grado di produrre salivabactina in modo continuativo poiché il gene sar è preceduto da un promotore debole, che ne limita la produzione del tempo.
Streptococcus salivarius EVOL12®: il potenziamento della salivabactina antibatterica
Dopo aver individuato il potenziale, seppur poco espresso, del K12 nativo di produrre la salivabactina, la ricerca ha indagato come potenziarne l’espressione.
La scrupolosa analisi genomica di S. salivarius K12 ha permesso di identificare nel suo genoma il promotore tufA come uno dei più attivi nel promuovere la trascrizione dei geni a valle.
Lo studio genomico è quindi proseguito con l’inserimento del promotore tufA a monte del gene sar nel nuovo ceppo probiotico S. salivarius EVOL12®.
Tale ingegnerizzazione cisgenetica (replicazione di un gene già presente nel genoma del K12), ha permesso di potenziare la sintesi della salivabactina garantendone un’espressione 4-5 volte superiore e prolungata nel tempo.
Grazie all’aumentata e continuativa espressione della salivabactina, il nuovo ceppo S. salivarius EVOL12® ha dimostrato possedere le medesime caratteristiche di probioticità del ceppo nativo ma con una maggior e spiccata attività antibatterica nei confronti dei principali patogeni responsabili delle infezioni respiratorie ricorrenti quale, ad esempio, lo S. pyogenes.
