Studio di metaboliti bioattivi da batteri associati a poriferi antartici e da alghe marine

The improper and uncontrolled use of antibiotics is the major responsible for the emergence of Multi-Drug Resistant strains, hence the urgent need to find alternative antibiotics. Recently the interest of many researchers is more and more addressed to the search for new sources of bioactive molecules and the ocean is still unexplored source of biologically active molecules. Most marine substances with biological activity are produced by invertebrates such as sponges, cnidarians, bryozoans and sea slugs, vertebrates such as sea squirts, from plants such as algae and some marine microorganisms, extremophiles, symbionts, whose metabolites are produced to counteract the unfavorable environmental conditions in which they live. The competition in bacteria living in extreme environments, such as Antarctic areas, could be a new and promising field of research. The study was carried out on 833 bacterial strains isolated from 52 samples of Antarctic sponges and coming on the Italian Collection of Antarctic bacteria (CIBAN). After a preliminary inhibitory activity screening, we extracted and tested for antimicrobial activity both pigments and polysaccharides( molecules known for their inhibitory activity).The percentage of Antarctic strains active against at least one target bacteria (19.4%) appeared comparable with those reported in the literature concerning bacteria associated with sponges of temperate and tropical seas, and higher than that reported by many AA..Pseudoalteromonas sp., Psychrobacter sp. and Arthrobacter sp. are the species that showed higher antibacterial activity. No antiviral activity was observed by polysaccharide extracts. The lack of knowledge and the preliminary results have led us to expand the research to other bacteria. In line with the research for antimicrobial substances by marine organisms, the focus during the course of study has shifted to other marine organisms producing sulfated polysaccharides: algae. The cultivation of algae for many uses is increasingly a subject of interest and has already been demonstrated antiviral activity. Seven representative samples of the three divisions macroalgal were chosen in the following study: Agardhiella sp., Gracilaria sp. and Hypnea musciformis, Chaetomorpha sp. and Ulva lactuca, Padina pavonica and Halopteris filicina. Thallus alga, collected between May and July in the North-Eastern coast of Sicily, were dried or freeze-dried and subjected to extraction with ethanol. The products were tested for antimicrobial activity. It has not been demonstrated antiviral activity, but antibacterial towards Gram-positive bacteria and antifungal to C. albicans. The few species examined in this study and the possibility to modify the polysaccharides sulfation (increasing its bio-activity) should stimulate research in this area

L'improprio ed incontrollato uso degli antibiotici verso i batteri patogeni ha favorito l'insorgenza dei ceppi Multi-Drug Resistant, da cui deriva l’urgenza di trovare antibiotici alternativi a quelli già in uso. Recentemente l’interesse di molti studiosi è sempre più rivolto alla ricerca di nuove fonti di molecole bioattive e l oceano rimane una fonte ancora poco esplorata di molecole biologicamente attive; la maggior parte delle sostanze marine con attività biologica sono prodotte da invertebrati come poriferi, cnidari, briozoi e nudibranchi, vertebrati come le ascidie, da vegetali quali le alghe e da alcuni sistemi di microrganismi, quali quelli marini, gli estremofili, i simbionti, produttori di metaboliti secondari prodotti per la difesa verso condizioni ambientali non ottimali. La competizione tra microrganismi colonizzatori degli ambienti estremi, come quelli antartici, si prospetta essere un nuovo e promettente orizzonte di ricerca. Lo studio è stato condotto su 833 ceppi batterici isolati da 52 esemplari di Poriferi antartici della Collezione Italiana di Batteri Antartici (CIBAN) da cui dopo un preliminare screening dell’attività inibitoria, sono stati estratti da alcuni ceppi molecole ad attività inibitoria, polisaccaridi e pigmenti di cui è stata testata l’attività antimicrobica. La percentuale di ceppi antartici attivi nei confronti di almeno un microrganismo bersaglio (19,4 %) è apparsa comparabile con quelle riportate in letteratura riguardanti batteri associati a spugne dei mari temperati o tropicali, per quanto riguarda le conoscenze pregresse sull’attività antibiotica di ceppi antartici, la percentuale di batteri attivi determinata nel presente studio è apparsa superiore a quella riportata. Pseudoalteromonas sp., Psychrobacter sp. e Arthrobacter sp. sono le specie che hanno mostrato maggiore attività antibatterica. Nessuna attività antivirale è stata osservata dagli estratti polisaccaridici. La poco conoscenza e nuovi promettenti dati in letteratura suggeriscono di ampliare le ricerche verso tali microrganismi. In linea con la ricerca di sostanze di natura antimicrobica da organismi marini, l attenzione durante il corso di studi si è spostata anche ad altri organismi produttori di polisaccaridi solfati : le alghe, di cui si sta valorizzando la coltivazione per diversi usi, e di cui recenti studi hanno dimostrato il potenziale antivirale. Sette campioni rappresentativi le tre divisioni macroalgali sono state scelte nel seguente studio: Agardhiella sp., Gracilaria sp. e Hypnea musciformis, Chaetomorpha sp. e Ulva lactuca, Padina pavonica e Halopteris filicina. Talli freschi sono stati raccolti tra i mesi di maggio e di luglio nelle coste della Sicilia Nord- Orientale, essiccati o liofilizzati e sottoposti ad estrazione con etanolo. I prodotti sono stati testati per il potenziale antimicrobico. Non è stata osservata alcuna attività antivirale, bensì antibatterica verso batteri Gram-positivi ed antifungina verso C. albicans. Le poche specie prese in esame in questo studio e la possibilità di modificare la solfatazione dei polisaccaridi aumentandone la bio-attività dovrebbe stimolare la ricerca in questo settore.