L'attività di ricerca della Prof. Patrizia Brigidi,
documentata da numerose pubblicazioni su riviste
internazionali, ha riguardato le seguenti tematiche:
1. Batteri Probiotici
a) Studio della composizione del
microbiota intestinale umano.
b) Caratterizzazione molecolare di
ceppi di Bifidobacterium e Lactobacillus.
c) Studio dei meccanismi
molecolari responsabili delle attività health-promoting dei batteri
probiotici.
d) Impiego di probiotici nel
trattamento/prevenzione di malattie infiammatorie intestinali
(IBD).
2. Miglioramento Genetico di microrganismi
industriali
a) Sviluppo di vettori di
clonaggio per il batterio termofilo Bacillus
stearothermophilus.
b) Studi di stabilità strutturale
e segregazionale di plasmidi ricombinanti in processi
fermentativi.
3. Caratterizzazione molecolare di ecosistemi
complessi
a) identificazione dei principali gruppi microbici del
microbiota intestinale umano.
b) identificazione dei principali gruppi microbici della
microflora vaginale umana.
4. Attività Antimicrobica di composti naturali
e di sintesi
a) Analisi proteomica di batteri
antibiotico-resistenti.
b) Valutazione dell'attività antimicrobica di nuovi
composti chimici.
1.Caratterizzazione del microbiota intestinale mediante approcci
analitici molecolari: sviluppo ed applicazione di microarray. Il
recente sviluppo di tecniche molecolari ha consentito di
caratterizzare il microbiota di ecosistemi complessi, quale quello
intestinale. Tale approccio consente, infatti, di studiare
l'ecosistema in modo più accurato e rapido rispetto alle tecniche
tradizionali coltura-dipendenti. In particolare l'analisi
molecolare permette di valutare cambiamenti quali-quantitativi dei
principali gruppi microbici intestinali in funzione di diverse
condizioni fisio-patologiche dei soggetti analizzati e di stimoli
ambientali, quali l'assunzione di antibiotici o alimenti
funzionali. I microchip a DNA (Community Genome Arrays, CGAs) sono
una tecnologia genomica potente e innovativa che sta divenendo di
uso comune nello studio dei sistemi e processi biologici. Tuttavia,
dall'analisi della letteratura e dallo stato dell'arte relativo,
appare evidente che questa tecnologia non è stata adeguatamente
sviluppata e adottata per lo studio di comunità batteriche. In
questa prospettiva saranno sviluppati dei chips, basati
sull'impiego di sonde complementare al le sequenze del DNA
ribosomale batterico, specifici per i principali gruppi microbici
intestinali. 2.Analisi genetica e proteomica di attività
metaboliche di batteri probiotici, benefiche per la salute
dell'ospite. La conoscenza di un numero sempre maggiore di genomi
di batteri probiotici consente di individuare geni putativi che
codificano per attività metaboliche benefiche per la salute
dell'ospite. E' stato individuato e caratterizzato sia in
Bifidobacterium che in Lactobacillus il gene oxc che codifica per
l'oxalil-decarbossilasi, enzima chiave nel processo di
decarbossilazione dell'ossalato, molecola tossica introdotta con la
dieta. L'analisi proteomica consente di confermare la reale
espressione di geni putativi coinvolti in attività probiotiche e di
studiare la risposta metabolica dei batteri quando sottoposti a
diversi stimoli ambientali (stress, antibiotici). L'approccio
proteomico è stato anche utilizzato per identificare proteine
batteriche coinvolte nel processo di adesione all'epitelio
intestinale. 3.Studio dei meccanismi di adesione agli enterociti
umani da parte di Bifidobacterium. Nonostante il largo impiego di
ceppi di Bifidobacterium in preparazioni probiotiche alimentari e
farmaceutiche, non si conoscono i meccanismi molecolari coinvolti
nell'interazione fra probiotico e ospite. Al contrario, numerosa è
la letteratura sull'interazione fra batteri enteropatogeni e
l'ospite. Partendo dalla considerazione che enteropatogeni e
probiotici colonizzano la stessa nicchia ecologica, si può
ipotizzare che utilizzino meccanismi comuni per l'adesione
all'epitelio intestinale. In questa prospettiva, verrà studiata la
capacità di proteine di parete di Bifidobacterium di legare
plasminogeno, fibronectina e laminina, proteine coinvolte nel
cross-talk di enteropatogeni con l'enterocita umano. Gli approcci
utilizzati per lo studio prevedono l'impiego di elettroforesi
bidimensionale, overlay assay con anticorpi monoclonali specifici
per plasminogeno, fibronectina e laminina,
immunoelettronmicroscopia, e MALDI-TOF. 4.Analisi dei profili
metabolici intestinali in seguito ad assunzione di alimenti
funzionali. L'attività metabolica del microbiota intestinale è
strettamente correlata ai suoi effetti positivi/negativi sulla
salute dell'ospite. Saranno pertanto studiati i profili metabolici
dell'ecosistema intestinale associati all'assunzione di un alimento
funzionale mediante analisi GC-MS-SPME di campioni fecali. In
questo studio saranno confrontati i profili cromatografici dei
soggetti studiati prima e dopo il trattamento, ponendo particolare
attenzione a metaboliti indicatori di attività saccarolitiche o
proteolitiche, quali, rispettivamente, acidi grassi a corta catena
e cresoli e indoli. Saranno inoltre studiati metaboliti microbici
potenzialmente coinvolti nello sviluppo di patologie
enteroepatiche, quali ad esempio l'alcol etilico.
