{"id":8163,"date":"2019-08-27T12:08:05","date_gmt":"2019-08-27T10:08:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.phage.help\/senza-categoria\/batteriofagi-nella-lavorazione-degli-alimenti\/"},"modified":"2019-08-27T12:08:05","modified_gmt":"2019-08-27T10:08:05","slug":"batteriofagi-nella-lavorazione-degli-alimenti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.phage.help\/it\/batteriofagi\/batteriofagi-nella-lavorazione-degli-alimenti\/","title":{"rendered":"Batteriofagi nella lavorazione degli alimenti"},"content":{"rendered":"
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Le malattie di origine alimentare rimangono una delle principali cause di ospedalizzazione e morte in tutto il mondo, nonostante i numerosi progressi nell’igiene alimentare e nel monitoraggio dei patogeni.<\/span> I metodi antimicrobici convenzionali come la pastorizzazione, la lavorazione ad alta pressione, l’irradiazione e i disinfettanti chimici possono ridurre in varia misura le popolazioni microbiche negli alimenti, ma presentano anche notevoli svantaggi, come un elevato investimento iniziale e possibili danni alle attrezzature di lavorazione a causa della loro natura corrosiva e un effetto dannoso sulle propriet\u00e0 organolettiche (e possibilmente sul valore nutrizionale) degli alimenti.<\/span> Forse la cosa pi\u00f9 importante \u00e8 che queste strategie di decontaminazione uccidono indiscriminatamente, inclusi molti batteri – spesso benefici – naturalmente presenti negli alimenti.<\/span>Una tecnica promettente che risolve molte di queste carenze \u00e8 il biocontrollo con batteriofagi, un metodo ecologico e naturale in cui batteriofagi litici isolati dall’ambiente prendono di mira ed eliminano specificamente i batteri patogeni dagli alimenti (o ne riducono significativamente il contenuto).<\/span> Dalla prima idea di utilizzare i batteriofagi negli alimenti, numerosi studi di ricerca hanno descritto l’uso del biocontrollo con batteriofagi per combattere una variet\u00e0 di patogeni batterici in diversi alimenti, dalla carne pronta al consumo alla frutta e verdura fresca, e anche il numero di prodotti commerciali contenenti batteriofagi approvati per applicazioni nella sicurezza alimentare \u00e8 aumentato costantemente.<\/span>Sebbene rimangano alcune sfide, il biocontrollo con batteriofagi \u00e8 sempre pi\u00f9 riconosciuto come una modalit\u00e0 attraente nel nostro arsenale di strumenti per eliminare in modo sicuro e naturale i batteri patogeni dagli alimenti.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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1. Introduzione<\/span><\/h2>\n
Dalle foglie di lattuga al formaggio cheddar in un’insalata Cobb ai pasti pronti surgelati, gli alimenti che consumiamo sono costantemente esposti al rischio di contaminazione da patogeni microbici, che possono poi essere trasmessi al consumatore.<\/span> Recentemente, l’Organizzazione Mondiale della Sanit\u00e0 (OMS) ha istituito il Gruppo di riferimento per l’epidemiologia delle malattie di origine alimentare (FERG) per monitorare le malattie di origine alimentare in tutto il mondo.<\/span> Il FERG ha monitorato i 31 patogeni di origine alimentare che causavano la pi\u00f9 alta morbilit\u00e0 e mortalit\u00e0 nell’uomo.<\/span> Nella sua ultima stima (2015) del carico globale delle malattie causate dagli alimenti, il FERG ha stimato che nel 2010 si sono verificate 600 milioni di infezioni di origine alimentare, che hanno causato oltre 400.000 morti.<\/span> Tra i cinque microrganismi pi\u00f9 comuni che causano malattie di origine alimentare, quattro erano batteri: Escherichia coli<\/span> (~ 111 milioni), Campylobacter<\/span> spp.<\/span> (~ 96 milioni), Salmonella enterica<\/span> non tifoide (~ 78 milioni) e Shigella<\/span> spp.<\/span> (~ 51 milioni), con il numero di morti di origine alimentare causate da questi batteri stimato da ~ 15.000 per Shigella<\/span> spp.<\/span> a ~ 63.000 per E. coli<\/span> [ 1<\/a> ].<\/span> \u00c8 stato notevole che i bambini sotto i cinque anni fossero colpiti in modo sproporzionato.<\/span> rappresentano il 40% dei decessi pur costituendo solo il 9% della popolazione mondiale [ 1<\/a> ].<\/span> Queste malattie di origine alimentare rappresentano anche un enorme onere per l’economia.<\/span> Negli Stati Uniti, ad esempio, l’incidente medio \u00e8 stimato a circa 1500 USD a persona, con i costi totali annuali stimati per queste malattie di origine alimentare superiori a 75 miliardi di USD [ 2<\/a> ].<\/span> <\/div>\n
Esistono diversi approcci per migliorare la sicurezza dei nostri alimenti.<\/span> La pastorizzazione a caldo \u00e8 comunemente utilizzata per ridurre la carica batterica nei liquidi e nei prodotti lattiero-caseari, in particolare nel latte.<\/span> Tuttavia, la pastorizzazione non \u00e8 adatta a molti alimenti freschi, poich\u00e9 il processo fa s\u00ec che i prodotti vengano cotti.<\/span> Un altro metodo per ridurre i patogeni negli alimenti \u00e8 la lavorazione ad alta pressione (HPP), in cui gli alimenti vengono esposti ad alta pressione per inattivare i microbi.<\/span> Questa tecnica \u00e8 stata applicata con successo a prodotti liquidi e pasti precotti destinati al congelamento.<\/span> Tuttavia, come per la pastorizzazione a caldo, generalmente non viene utilizzata su carne e prodotti freschi, poich\u00e9 pu\u00f2 influenzare l’aspetto (il colore) e\/o il contenuto nutrizionale di questi prodotti [ 3<\/a> , 4<\/a> ].<\/span> Anche l’irradiazione \u00e8 un mezzo efficace per ridurre il carico di organismi patogeni negli alimenti.<\/span> Tuttavia, l’irradiazione pu\u00f2 influenzare negativamente le propriet\u00e0 organolettiche degli alimenti.<\/span> Inoltre, l’accettazione di questo metodo da parte dei clienti \u00e8 bassa ed \u00e8 aggravata da un obbligo di etichettatura per molti alimenti trattati con radiazioni [ 5<\/a> , 6<\/a> ].<\/span> Infine, i disinfettanti chimici come il cloro e l’acido peracetico (PAA) sono spesso utilizzati per ridurre la contaminazione microbica di molti prodotti freschi di frutta e verdura, nonch\u00e9 di alimenti pronti al consumo (RTE) [ 7<\/a> , 8<\/a> ].<\/span> Sebbene siano generalmente efficaci, molte di queste sostanze chimiche sono corrosive e possono danneggiare le attrezzature per la lavorazione degli alimenti.<\/span> I disinfettanti chimici possono anche avere un impatto negativo sull’ambiente (cio\u00e8 non sono ecologici) e, date le attuali tendenze verso alimenti biologici privi di sostanze chimiche, l’accettazione da parte dei consumatori di additivi chimici negli alimenti (in particolare nei prodotti freschi) sta diminuendo rapidamente.<\/span> Uno svantaggio comune di tutte queste tecniche \u00e8 che uccidono i microbi indiscriminatamente.<\/span> in altre parole, sia i batteri patogeni che quelli potenzialmente benefici della flora normale sono ugualmente colpiti.<\/span> Inoltre, nonostante la variet\u00e0 di metodi disponibili, i focolai di origine alimentare si verificano ancora con relativa frequenza.<\/span>Questi fattori combinati illustrano la necessit\u00e0 di un approccio antimicrobico mirato che possa essere utilizzato da solo o in combinazione con le tecniche sopra descritte per creare barriere aggiuntive in un approccio a ostacoli multipli per impedire che i patogeni batterici di origine alimentare raggiungano i consumatori.<\/span> Una di queste tecniche \u00e8 l’uso di batteriofagi litici per attaccare specifici batteri di origine alimentare nei nostri alimenti, senza influenzare negativamente la loro microflora normale – e spesso benefica.<\/span> Questo approccio \u00e8 chiamato “biocontrollo con batteriofagi” o “biocontrollo con fagi”.<\/span><\/div>\n
Il biocontrollo con fagi \u00e8 sempre pi\u00f9 accettato come tecnologia naturale ed ecologica con cui affrontare in modo mirato i patogeni batterici in vari alimenti per proteggere la catena alimentare ( Tabella 1<\/a> ).<\/span> I batteriofagi furono identificati per la prima volta nel 1917 da Felix d’Herelle, e l’utilit\u00e0 di questi “mangiatori di batteri” per combattere le malattie batteriche fu rapidamente sfruttata [ 9<\/a> ].<\/span>Nel contesto della sicurezza alimentare, i batteriofagi affrontano molte preoccupazioni dei consumatori.<\/span> Ad esempio, grazie alla specificit\u00e0 dei batteriofagi, il biocontrollo con fagi offre un’opportunit\u00e0 unica di prendere di mira i batteri patogeni negli alimenti senza disturbare la normale microflora degli alimenti.<\/span> \u00c8 degno di nota che l’esercito degli Stati Uniti abbia recentemente avviato un progetto (W911QY-18-C-0010) per esaminare pi\u00f9 da vicino gli effetti dell’applicazione di fagi rispetto agli antibiotici chimici convenzionali sulla normale microbiota dei prodotti freschi e i possibili effetti di queste misure sul valore nutrizionale degli alimenti.<\/span> Inoltre, il biocontrollo con fagi \u00e8 probabilmente l’intervento antimicrobico pi\u00f9 ecologico attualmente disponibile.<\/span> La maggior parte, se non tutti, i prodotti commerciali di biocontrollo con fagi attualmente disponibili contengono fagi naturali, cio\u00e8 fagi isolati dall’ambiente che non sono geneticamente modificati.<\/span> Molte di queste preparazioni non contengono nemmeno additivi o conservanti;<\/span> si tratta tipicamente di soluzioni a base d’acqua costituite da fagi purificati e piccole quantit\u00e0 di sali.<\/span> Alcune preparazioni di fagi disponibili sul mercato sono anche certificate kosher e halal e disponibili per l’uso in alimenti biologici (elencate OMRI negli Stati Uniti; SKAL nell’UE) ( Tabella 2<\/a> ).<\/span> Sebbene ci siano test limitati, il lavoro del nostro gruppo suggerisce che i batteriofagi non alterano le propriet\u00e0 organolettiche (cio\u00e8 sensoriali) degli alimenti [ 10<\/a> ].<\/span> Rispetto ad altre misure di sicurezza alimentare, i costi per l’applicazione dei batteriofagi sono relativamente bassi e di solito variano da 1 a 4 centesimi per libbra di alimento trattato.<\/span> Il trattamento con HPP e l’irradiazione costano tipicamente da 10 a 30 centesimi per libbra [ 11<\/a> ].<\/span> \u00c8 importante notare che queste cifre rappresentano solo i costi di ciascun intervento e non tengono conto di situazioni in cui potrebbe essere necessario un approccio a ostacoli multipli per motivi di sicurezza alimentare (ad esempio, si teme che gli alimenti siano contaminati da pi\u00f9 di un patogeno di origine alimentare) o per motivi di sicurezza alimentare (ad esempio, il deterioramento degli alimenti, tipicamente causato da diversi microrganismi diversi).<\/span><\/div>\n
Le propriet\u00e0 biologiche dei batteriofagi litici e altre caratteristiche dei prodotti commerciali di biocontrollo con fagi, come spiegato sopra, rendono il biocontrollo con fagi un metodo molto attraente per migliorare ulteriormente la sicurezza dei nostri alimenti, e un numero crescente di aziende in tutto il mondo si occupa del loro sviluppo e commercializzazione [ 12<\/a> ] ( Tabella 2<\/a> ).<\/span> Tuttavia, il biocontrollo con fagi ha i suoi limiti e svantaggi.<\/span> Ad esempio, le preparazioni di fagi richiedono una conservazione refrigerata (tipicamente 2\u20138 \u00b0C) e potrebbero dover essere applicate separatamente in combinazione con disinfettanti chimici, poich\u00e9 le sostanze chimiche aggressive possono anche inattivare le particelle di fagi e rendere il biocontrollo con fagi meno efficace.<\/span> A causa della loro elevata specificit\u00e0 naturale, le preparazioni di fagi possono combattere efficacemente i patogeni mirati negli alimenti, ma se gli alimenti sono casualmente contaminati da due o pi\u00f9 patogeni batterici di origine alimentare, una preparazione di fagi diretta contro un singolo patogeno non sar\u00e0 efficace nella rimozione di patogeni non mirati dagli alimenti.<\/span> Come ultima considerazione, bisogna fare attenzione a utilizzare fagi litici ed escludere i fagi temperati dalle preparazioni di batteriofagi.<\/span> I fagi temperati sono tipicamente meno efficaci nell’uccidere i loro ospiti batterici rispetto ai fagi litici.<\/span> Inoltre, i fagi temperati possono integrare il loro DNA nel cromosoma batterico e quindi potenzialmente promuovere il trasferimento di geni di virulenza o altri geni indesiderati (ad esempio, geni che codificano per la resistenza agli antibiotici) tra ceppi batterici, il che potrebbe portare all’emergere di nuovi ceppi patogeni.<\/span> Il rischio di tale evento \u00e8 significativamente inferiore quando vengono utilizzati fagi litici.<\/span><\/div>\n
Questa revisione si concentra sulle applicazioni di batteriofagi di tipo selvatico per migliorare la sicurezza alimentare.<\/span> Non discutiamo altri possibili metodi correlati ai fagi, come l’uso di endolisine di fagi per combattere i patogeni di origine alimentare o l’uso di batteriofagi per combattere il deterioramento degli alimenti.<\/span> Questi argomenti sono gi\u00e0 stati discussi da altri autori e sono disponibili revisioni corrispondenti [ 13<\/a> , 14<\/a> ].<\/span>Nel contesto delle applicazioni per la sicurezza alimentare, i batteriofagi litici di tipo selvatico possono essere utilizzati sia prima del raccolto (ad esempio, su animali vivi, somministrati tramite mangimi o spruzzati prima della macellazione) sia\/e dopo il raccolto (ad esempio, applicati direttamente sulle superfici degli alimenti, tramite spruzzatura diretta, tramite materiali di imballaggio o in altro modo) per ridurre la contaminazione da batteri patogeni [ 12<\/a> , 15<\/a> ].<\/span> Il biocontrollo con batteriofagi potrebbe anche essere un mezzo per disinfettare le superfici utilizzate nella produzione e lavorazione degli alimenti [ 16<\/a> , 17<\/a> ].<\/span> In precedenti revisioni [ 12<\/a> , 14<\/a> , 18<\/a> , 19<\/a> ] noi e altri abbiamo compilato una panoramica generale dei settori e dei prodotti in cui i batteriofagi vengono utilizzati nelle applicazioni per la sicurezza alimentare.<\/span> Qui forniamo una panoramica aggiornata (e una tabella di revisione ampliata) che descrive studi in cui i batteriofagi sono stati applicati prevalentemente su alimenti dopo il raccolto, in particolare carne, prodotti freschi e alimenti RTE ( Tabella 1<\/a> ).<\/span> Nella sezione successiva vengono discussi studi selezionati degli ultimi cinque anni in cui il biocontrollo con batteriofagi \u00e8 stato utilizzato per combattere quattro importanti patogeni di origine alimentare.<\/span> Infine, discutiamo anche la regolamentazione dei batteriofagi per le applicazioni nella sicurezza alimentare e alcune delle sfide del biocontrollo con fagi.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2. Biocontrollo con fagi per combattere i patogeni batterici di origine alimentare pi\u00f9 comuni<\/span><\/h2>\n
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2.1.<\/span> Listeria monocytogenes<\/span><\/h4>\n
Listeria monocytogenes<\/span> \u00e8 un batterio a forma di bastoncello, gram-positivo, anaerobio facoltativo.<\/span> Il consumo di alimenti contaminati da L. monocytogenes<\/span> causa nell’uomo una serie di sintomi, come sintomi iniziali simil-influenzali o gastrointestinali, che in alcuni casi portano a encefalite o sintomi cervicali e possibilmente a morte fetale nelle madri in gravidanza.<\/span> Le stime indicano che nel 2010 ci sono stati pi\u00f9 di 14.000 casi di infezioni di origine alimentare da L. monocytogenes<\/span> in tutto il mondo, in cui sono morte pi\u00f9 di 3000 persone [ 1<\/a> ].<\/span> L. monocytogenes<\/span> pu\u00f2 sopravvivere e crescere a temperature refrigerate (2\u20138 \u00b0C) comunemente applicate durante la distribuzione e la conservazione di molti alimenti.<\/span> Pertanto, il rilevamento e l’eliminazione di L. monocytogenes<\/span> sono di fondamentale importanza per garantire la sicurezza della catena alimentare, in particolare negli alimenti RTE.<\/span> In questo contesto, diversi ricercatori hanno dimostrato che l’applicazione di batteriofagi su vari alimenti (inclusi alimenti RTE) riduce efficacemente la contaminazione da L. monocytogenes<\/span> ( Tabella 1<\/a> ).<\/span> Ad esempio, \u00e8 stato riportato che una preparazione commerciale di monofago (cio\u00e8 una preparazione di fagi costituita da un singolo fago) che prende di mira Listeria<\/span> riduce efficacemente i livelli di L. monocytogenes<\/span> nelle fette di prosciutto ed \u00e8 superiore al lattato-nisina e al sodio alla temperatura di abuso di conservazione di 6\u20138 \u00b0C [ 47<\/a> ].<\/span> Uno studio simile di Chibeu e colleghi (2013) ha dimostrato che la stessa preparazione di monofago poteva anche ridurre L. monocytogenes<\/span> sulla superficie di altri salumi [ 44<\/a> ].<\/span> La carne (tacchino cotto affettato e roast beef) \u00e8 stata conservata a 4 \u00b0C e a una temperatura di abuso di 10 \u00b0C.<\/span> Il fago specifico per Listeria<\/span> era efficace contro L. monocytogenes<\/span> quando usato da solo e aumentava l’efficacia di altri agenti antimicrobici quando usato insieme a sodio diacetato o potassio lattato.<\/span> Tutti questi studi hanno utilizzato una singola preparazione di fagi.<\/span> Un cocktail di fagi preparato con pi\u00f9 batteriofagi rispetto a una singola preparazione di fagi pu\u00f2 essere superiore sia in termini di copertura pi\u00f9 ampia della specie bersaglio sia in termini di riduzione del rischio di comparsa di batteri resistenti.<\/span> Un tale cocktail commerciale di sei fagi contro L. monocytogenes<\/span> \u00e8 stato testato su una serie di alimenti sperimentalmente contaminati con L. monocytogenes<\/span>, tra cui lattuga, formaggio a pasta dura pastorizzato, salmone affumicato e fette di mela Gala;<\/span> L’applicazione di questo cocktail di batteriofagi ha ridotto i livelli di L. monocytogenes<\/span> in tutti questi alimenti di ~ 0,7\u20131,1 log [ 10<\/a> ].<\/span> Lo stesso studio ha esaminato l’applicazione del cocktail specifico per L. monocytogenes<\/span> su pasti preconfezionati surgelati.<\/span> I pasti sono stati sperimentalmente contaminati con L. monocytogenes<\/span>,<\/span> trattati con il cocktail di fagi e sottoposti a cicli di congelamento e scongelamento.<\/span> I risultati hanno mostrato una riduzione di 2,2 log di L. monocytogenes<\/span>, suggerendo che il biocontrollo con fagi pu\u00f2 essere un mezzo efficace per controllare L. monocytogenes<\/span> negli alimenti in condizioni di “abuso di conservazione”, quando i pasti surgelati vengono scongelati pi\u00f9 volte, intenzionalmente o involontariamente, durante la loro conservazione [ 10<\/a> ].<\/span><\/div>\n
In molti degli studi discussi sopra, nonostante la riduzione iniziale significativa dei livelli di L. monocytogenes<\/span> negli alimenti, le popolazioni batteriche bersaglio non sono state completamente eradicate e cellule vitali di L. monocytogenes<\/span> potevano ancora essere recuperate, sebbene in numero molto inferiore.<\/span> Tuttavia, le preparazioni di batteriofagi erano ancora efficaci contro colonie selezionate casualmente dei batteri recuperati, suggerendo che la resistenza ai fagi non era la ragione principale dell’eradicazione incompleta di L. monocytogenes<\/span> [ 23<\/a> , 37<\/a> , 44<\/a> ].<\/span> Ci sono diverse possibili spiegazioni per questa osservazione.<\/span> Ad esempio, le cellule di L. monocytogenes<\/span> potrebbero mostrare una resistenza temporale alle infezioni da fagi, come gi\u00e0 riportato [ 70<\/a> , 71<\/a> ].<\/span> Un’altra possibile spiegazione \u00e8 che i fagi, dopo essere stati spruzzati sugli alimenti (ad esempio a causa dell’uso di un volume di spruzzo troppo piccolo, specialmente su alimenti con topografia complessa), non siano entrati in contatto diretto con alcune cellule di L. monocytogenes<\/span>, con il risultato che queste cellule batteriche non vengono lisate dai fagi.<\/span> In quest’ultimo scenario, l’uso di volumi di spruzzo maggiori, spray fini (simili a nebbia), la rotazione\/oscillazione degli alimenti durante l’applicazione dei fagi e la garanzia di una copertura superficiale completa con i fagi possono contribuire a migliorare l’efficacia del biocontrollo con fagi.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.2.<\/span> Salmonella spp.<\/span><\/h4>\n
I sierotipi non tifoidei di Salmonella enterica<\/span> sono responsabili ogni anno di molti casi di gastroenterite in tutto il mondo.<\/span> La malattia causata da questi batteri gram-negativi a forma di bastoncello \u00e8 spesso autolimitante e mostra sintomi come crampi allo stomaco, febbre, nausea e diarrea.<\/span> Tuttavia, possono verificarsi casi potenzialmente letali in cui i batteri sono disidratati e penetrano nel tratto gastrointestinale.<\/span> Le stime indicano che nel 2010 sono stati causati pi\u00f9 di 78 milioni di casi di infezioni di origine alimentare da Salmonella<\/span> in tutto il mondo, con quasi 60.000 morti [ 1<\/a> ].<\/span> Durante la lavorazione e il confezionamento degli alimenti, la Salmonella<\/span> e altri patogeni possono aderire e contaminare le superfici su cui vengono preparati gli alimenti.<\/span> Questi fattori espongono gli alimenti RTE come frutta e verdura fresca, che non sono stati cotti prima del consumo, a un rischio particolarmente elevato di trasmettere patogeni batterici e causare intossicazioni alimentari.<\/span><\/div>\n
Attualmente, sul mercato sono disponibili almeno due preparazioni di fagi approvate dalla FDA contro la Salmonella<\/span> ( Tabella 2<\/a> ).<\/span> Sono disponibili diverse pubblicazioni che descrivono le loro applicazioni (e quelle di altre preparazioni di fagi non commerciali) in vari alimenti.<\/span> Brevi riassunti di questi studi sono forniti nella Tabella 1<\/a>.<\/span> Uno studio \u00e8 di particolare interesse in quanto mostra un esempio di come gestire la resistenza ai fagi quando compromette l’efficacia di una preparazione di batteriofagi.<\/span> In questo studio, un cocktail di sei fagi elencato come GRAS (generalmente riconosciuto come sicuro) contro la Salmonella<\/span> \u00e8 stato esaminato per la sua capacit\u00e0 di ridurre i livelli di Salmonella<\/span> su superfici simili a quelle comunemente presenti negli stabilimenti di lavorazione degli alimenti, come acciaio inossidabile e vetro [ 16<\/a> ].<\/span> Gli studi iniziali hanno mostrato che il cocktail di batteriofagi specifico per la Salmonella<\/span> riduceva significativamente la popolazione di ceppi di Salmonella<\/span> suscettibili su tutte le superfici esaminate di ~ 2\u20134 log;<\/span> Allo stesso tempo, era inefficace nel ridurre i livelli di un altro ceppo di Salmonella<\/span> (Salmonella<\/span> Paratyphi B S661) che era resistente in vitro<\/span> al cocktail di fagi [ 16<\/a> ].<\/span> Tuttavia, quando il cocktail di fagi \u00e8 stato modificato per includere fagi che prendevano di mira specificamente questo ceppo resistente, la preparazione aggiornata ha mostrato una riduzione significativa (~ 2 log) di S.<\/span> Paratyphi B S661 dalle superfici, mantenendo anche l’efficacia contro gli isolati precedentemente suscettibili [ 16<\/a> ].<\/span> Questo studio fornisce prove convincenti che i cocktail di fagi possono essere facilmente modificati per prendere di mira ceppi batterici specifici, ad esempio quando emergono mutanti resistenti ai fagi, o per prendere di mira specificamente i ceppi problematici prevalenti in determinati stabilimenti di produzione alimentare.<\/span><\/div>\n
Oltre alla loro utilit\u00e0 nella decontaminazione delle superfici per la preparazione degli alimenti, i cocktail di batteriofagi hanno anche rimosso la Salmonella<\/span> direttamente dagli alimenti.<\/span> Per esempio, lo stesso cocktail specifico per Salmonella-<\/span>, discusso sopra, ha ridotto i livelli di Salmonella-<\/span> su parti di pollo contaminate sperimentalmente quando applicato da solo, e questo effetto \u00e8 stato potenziato quando il fago \u00e8 stato applicato in combinazione con disinfettanti chimici convenzionali [ 59<\/a> ].<\/span> Nei filetti di petto di pollo, il cocktail di batteriofagi ha ridotto in modo significativo la quantit\u00e0 di una miscela di specie di Salmonella-<\/span> quando veniva applicato sulla superficie dei filetti o quando i filetti venivano immersi in un contenitore contenente la soluzione di fagi [ 60<\/a> ].<\/span> Inoltre, questo cocktail di fagi ha ridotto in modo significativo il numero di Salmonella<\/span> quando i filetti venivano conservati in condizioni aerobiche o in atmosfera modificata [ 60<\/a> ].<\/span> Quest\u2019ultima osservazione pu\u00f2 avere implicazioni pratiche dirette, poich\u00e9 i produttori alimentari utilizzano spesso condizioni di atmosfera modificata per inibire la crescita batterica e prolungare la durata di conservazione degli alimenti.<\/span> Un altro studio ha rilevato che un singolo fago, SJ2, riduceva in modo significativo la quantit\u00e0 di Salmonella<\/span> in uovo liquido e carne di maiale macinata, e questa riduzione era pi\u00f9 marcata a temperature pi\u00f9 elevate [ 62<\/a> ].<\/span> Gli autori hanno esaminato le colonie di Salmonella<\/span> residue per valutarne la resistenza;<\/span> Sebbene non vi fosse alcuna differenza nel numero di cloni resistenti tra campioni di carne di maiale macinata trattati con fagi e non trattati, nei campioni di uovo liquido trattati con fagi \u00e8 stato riscontrato un numero significativamente pi\u00f9 elevato di cloni resistenti [ 62<\/a> ].<\/span> Gli autori hanno suggerito che sia la matrice alimentare (solida e liquida) sia le differenze nel microbioma dei due alimenti potrebbero aver contribuito a questa differenza nel numero di isolati di Salmonella-<\/span> resistenti [ 62<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Le malattie di origine alimentare causate da sierotipi non tifoidei di Salmonella<\/span> rappresentano anche un rischio per la salute degli animali domestici (ad es. cani e gatti) e lo stretto contatto di questi animali con i loro proprietari aumenta la possibilit\u00e0 di malattia nell\u2019uomo.<\/span> Infatti, focolai di Salmonella<\/span> nell\u2019uomo sono stati associati a cibo contaminato per gatti e cani, ed \u00e8 stato riscontrato che circa un terzo degli alimenti commerciali crudi e \u201cnaturali\u201d inclusi nel campione conteneva Salmonella<\/span> [ 72<\/a> , 73<\/a> ].<\/span> Per contrastare questo rischio per la salute, di recente \u00e8 stata studiata la biocontrollo con fagi come tecnica per ridurre o eliminare la Salmonella<\/span> nel cibo per animali domestici.<\/span> \u00c8 stato riscontrato che il cocktail specifico per Salmonella-<\/span> a sei fagi discusso sopra riduce i livelli di Salmonella-<\/span> di 1 log nel cibo secco per cani contaminato sperimentalmente [ 74<\/a> ];<\/span> Quando gatti e cani sono stati alimentati con crocchette secche trattate con lo stesso cocktail di fagi, ci\u00f2 \u00e8 apparso sicuro e non ha avuto un impatto rilevabile su nessuna delle principali metriche di salute registrate per gli animali [ 61<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Un\u2019alternativa al cibo secco, sempre pi\u00f9 popolare, \u00e8 l\u2019alimentazione cruda.<\/span> Questi pasti per animali domestici sono composti da carne come pollo, anatra o tonno, combinata con verdure, tra cui lattuga, mirtilli e broccoli, vendute e servite crude [ 61<\/a> ].<\/span> Il cibo crudo per animali domestici sta diventando sempre pi\u00f9 popolare grazie al suo eccellente valore nutrizionale.<\/span> Allo stesso tempo, poich\u00e9 non \u00e8 cotto, aumenta la probabilit\u00e0 che contenga patogeni di origine alimentare, che possono essere trasmessi sia agli animali domestici sia a consumatori inconsapevoli durante l\u2019alimentazione.<\/span>Di recente \u00e8 stato pubblicato almeno un report in cui gli autori hanno valutato il valore dell\u2019uso dei fagi per controllare la Salmonella<\/span> negli ingredienti crudi per il cibo per animali domestici.<\/span> La riduzione della contaminazione batterica variava da 0,4 log a 1,1 log; l\u2019efficacia era dipendente dalla concentrazione e la riduzione maggiore \u00e8 stata ottenuta utilizzando dosi elevate del preparato di batteriofagi [ 61<\/a> ] ( Tabella 1<\/a> ).<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.3.<\/span> Escherichia coli<\/span><\/h4>\n
Molti ceppi dei batteri gram-negativi a forma di bastoncino Escherichia coli<\/span> sono naturalmente presenti nell\u2019intestino umano e sono benefici per la nostra salute e il nostro benessere.<\/span> Per esempio, aiutano a digerire gli alimenti e a mantenere un sistema immunitario robusto.<\/span> Tuttavia, alcuni ceppi di E. coli-<\/span> possono causare malattie nell\u2019uomo.<\/span> Per esempio, la tossina Shiga prodotta dal sierotipo O157: H7 di E. coli<\/span>, talvolta presente in acqua contaminata o in alimenti, in particolare nella carne bovina, pu\u00f2 entrare nel tratto gastrointestinale umano e causare una malattia con sintomi quali crampi addominali e diarrea emorragica.<\/span> Queste infezioni di solito sono autolimitanti nelle persone immunocompetenti, ma possono essere potenzialmente letali nei pazienti molto giovani o anziani.<\/span> Si stima che, a livello globale, oltre un milione di casi di malattie di origine alimentare e pi\u00f9 di cento decessi siano attribuibili a E. coli produttori di tossina Shiga<\/span>, incluso il sierotipo O157: H7 [ 1<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Lavori recenti hanno mostrato che preparati di fagi specifici per E. coli-<\/span> sono stati efficaci nel trattamento di verdure fresche [ 75<\/a> ] e sia nel latte crudo sia nel latte trattato con ultralta temperatura (UHT) contaminati con E. coli<\/span> [ 33<\/a> ].<\/span> Nel primo studio, i livelli di E. coli<\/span> O157: H7 su fette di peperone verde e foglie di spinaci sono stati ridotti di circa 1\u20134 log da un singolo fago, e la riduzione iniziale \u00e8 stata mantenuta a 4 \u00b0 C, mentre a 25 \u00b0 C \u00e8 stata osservata una certa ricrescita.<\/span> Nel secondo studio, le concentrazioni di E. coli<\/span> sia nel latte UHT sia nel latte crudo sono state ridotte a livelli non rilevabili quando \u00e8 stato utilizzato un cocktail di due o tre fagi.<\/span> \u00c8 interessante notare che questa riduzione \u00e8 stata mantenuta in tutti i campioni trattati con il preparato a tre fagi durante la conservazione sia a 4 sia a 25 \u00b0 C;<\/span> al contrario, il ceppo di E. coli-<\/span> \u00e8 ricresciuto nei campioni trattati con il cocktail a due fagi.<\/span> Sebbene le ragioni sottostanti non siano del tutto chiarite, \u00e8 possibile che il cocktail a tre fagi offra un migliore controllo della resistenza rispetto a un cocktail a due fagi, e la maggiore efficacia dei cocktail multi-fago \u00e8 gi\u00e0 stata dimostrata per altri preparati di fagi [ 76<\/a> ]. .<\/span> Sebbene le ragioni alla base di questo fenomeno non siano state determinate con precisione, \u00e8 possibile che la presenza di pi\u00f9 fagi in un cocktail di fagi riduca il rischio di comparsa di mutanti resistenti ai fagi, poich\u00e9 sarebbero necessarie pi\u00f9 mutazioni per rendere una determinata cellula batterica resistente non a uno, ma a pi\u00f9 fagi del cocktail, a condizione che i fagi prendano di mira strutture cellulari diverse.<\/span> Questo concetto corrisponde essenzialmente all\u2019approccio \u201cmulti-hurdle\u201d, in cui si propone una combinazione di strategie antibatteriche per prevenire lo sviluppo di resistenze batteriche [ 77<\/a> ].<\/span> Questi e alcuni altri studi che utilizzano fagi specifici per E. coli-<\/span> in applicazioni per la sicurezza alimentare sono riassunti brevemente nella Tabella 1<\/a>.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.4.<\/span> Shigella spp.<\/span><\/h4>\n
Le specie del genere batterico gram-negativo a bastoncino Shigella<\/span> causano un\u2019infezione gastrointestinale autolimitante con sintomi quali diarrea emorragica e dolore addominale.<\/span> A livello globale, nel 2010 l\u2019incidenza delle infezioni di origine alimentare causate da Shigella<\/span> \u00e8 stata stimata in oltre 50 milioni, con pi\u00f9 di 15.000 decessi [ 1<\/a> ].<\/span> La stragrande maggioranza di queste infezioni si \u00e8 verificata nei Paesi in via di sviluppo, con la maggior parte delle infezioni e dei decessi nei bambini sotto i 5 anni [ 1<\/a> , 78<\/a>].<\/span><\/div>\n
Attualmente \u00e8 disponibile un solo preparato di fagi approvato dalla FDA per la sicurezza alimentare contro Shigella<\/span> spp.<\/span> [ 66<\/a> , 69<\/a> ].<\/span> Questo cocktail a cinque fagi ha ottenuto lo status GRAS (GRN 672) nel 2017 ( Tabella 2<\/a> ) ed \u00e8 stato dimostrato che riduce di circa 1 log i livelli di Shigella-<\/span> in una variet\u00e0 di alimenti, tra cui meloni, lattuga, yogurt e carne in scatola tipo corned beef, salmone affumicato e petto di pollo [ 66<\/a> ].<\/span> In un altro studio, lo stesso cocktail di batteriofagi specifico per Shigella-<\/span> \u00e8 stato utilizzato per confrontare la sicurezza e l\u2019efficacia della somministrazione di fagi con il trattamento antibiotico in topi che erano stati messi a contatto<\/span> con un ceppo di Shigella sonnei-<\/span> [ 69<\/a> ].<\/span> Questo studio ha mostrato che, sebbene il cocktail di batteriofagi specifico per Shigella-<\/span> fosse efficace quanto un trattamento antibiotico standard nel ridurre la carica batterica nei topi, il trattamento antibiotico alterava in modo significativo la diversit\u00e0 della comunit\u00e0 intestinale del topo, mentre la somministrazione di fagi aveva un impatto molto minore sulla normale microbiota intestinale dei topi rispetto al trattamento antibiotico [ 69<\/a> ].<\/span> Gli autori non hanno osservato effetti collaterali dannosi nei topi dopo la somministrazione dei fagi, cio\u00e8 il fago non ha alterato n\u00e9 la composizione del sangue o delle urine dei topi n\u00e9 ha avuto un effetto negativo sulla morbilit\u00e0 o mortalit\u00e0, sul peso o su altri parametri fisiologici degli animali [69<\/a>].<\/span> Sebbene questi batteriofagi non siano direttamente rilevanti per applicazioni nell’ambito della sicurezza alimentare, lo studio ha dimostrato che, se somministrati per via orale (simulando uno scenario in cui vengono ingeriti consumando alimenti trattati con essi), non alterano la normale flora intestinale (a differenza degli antibiotici) e non hanno provocato effetti collaterali in nessuno degli animali esaminati. <\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.5.<\/span> Campylobacter jejuni<\/span><\/h4>\n
Campylobacter<\/span> spp., batteri Gram-negativi a forma di bastoncello, sono i principali patogeni alimentari nell’uomo e causano sintomi gastrointestinali che possono includere dolori di stomaco, febbre e diarrea.<\/span> In un rapporto pubblicato di recente (2015), il FERG ha stimato che nel 2010 i casi globali causati da Campylobacter<\/span> spp.<\/span> sono stati pi\u00f9 di 95 milioni e hanno portato a oltre 21.000 decessi [1<\/a>].<\/span> La flora intestinale di molti volatili e altri animali da allevamento contiene specie di Campylobacter<\/span>.<\/span> Sebbene la via di ingresso non sia completamente chiarita, Campylobacter<\/span> pu\u00f2 essere spesso isolato sia dalla superficie che dall’interno del fegato di pollo.<\/span> Le infezioni zoonotiche si verificano comunemente nell’uomo quando si maneggiano o si consumano prodotti animali contaminati come la carne.<\/span> Pertanto, le persone sono a maggior rischio di infezione da Campylobacter<\/span> quando si preparano preparazioni poco cotte, ad esempio pat\u00e9.<\/span><\/div>\n
Diversi batteriofagi di Campylobacter<\/span> sono stati isolati dai polli, comprese le feci e la superficie e il tessuto interno del fegato di pollo, e alcuni di essi sono stati studiati per la loro capacit\u00e0 di ridurre la contaminazione da Campylobacter<\/span> in vari alimenti [79<\/a>, 80<\/a>, 81<\/a>, 82<\/a>].<\/span> Ad esempio, Hammerl e colleghi [80<\/a>] hanno utilizzato i fagi come trattamento pre-raccolta e hanno dimostrato una riduzione significativa (~3 log) dei livelli fecali di Campylobacter<\/span> quando polli di 20 giorni sono stati trattati in sequenza con due fagi (un fago del gruppo III, poi un fago del gruppo II).<\/span> \u00c8 interessante notare che la somministrazione del solo fago del gruppo III o in combinazione con un altro fago del gruppo III non \u00e8 stata efficace, suggerendo che fosse necessaria una combinazione di fagi diversi (gruppo II e III) per un’efficacia ottimale.<\/span> L’isolamento di fagi specifici per Campylobacter<\/span> \u00e8 stato condotto in passato con un numero limitato di isolati di Campylobacter<\/span>, con molti studi che utilizzano solo un isolato di C. jejuni<\/span> NCTC 12662 come ceppo ospite per l’isolamento dei fagi.<\/span> I fagi isolati con questo singolo ceppo sono quasi esclusivamente fagi del gruppo III, che prendono di mira un recettore specifico, il polisaccaride capsulare [83<\/a>].<\/span> Al contrario, i fagi isolati su C. jejuni<\/span> RM1221 sono tipicamente fagi del gruppo II, che utilizzano i flagelli come via di ingresso [83<\/a>].<\/span> Come emerge dallo studio sopra citato [80<\/a>], un cocktail di fagi composto da fagi che prendono di mira recettori diversi potrebbe potenzialmente portare a un raggio d’azione pi\u00f9 ampio e a cocktail pi\u00f9 efficaci.<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/section>\n
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3. Preparati di batteriofagi come prodotti commerciali<\/span><\/h2>\n
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3.1.<\/span> Regolamentazione dei preparati di batteriofagi<\/span><\/h4>\n
Negli ultimi circa 12 anni, il numero di approvazioni normative per preparati di batteriofagi e il loro utilizzo per migliorare la sicurezza alimentare \u00e8 aumentato costantemente (Tabella 2<\/a>).<\/span> Nel 2006, la FDA ha concesso la prima approvazione per un preparato di batteriofagi per l’uso diretto nella filiera alimentare per il cocktail specifico per L. monocytogenes<\/span> ListShield\u2122 come additivo alimentare (la FDA non “approva” prodotti a base di fagi o altro; tuttavia, il termine “approvazione” \u00e8 comunemente usato per indicare l’ottenimento dell’autorizzazione della FDA per l’uso di prodotti per le applicazioni previste).<\/span> Pi\u00f9 tardi nello stesso anno, la FDA ha pubblicato una lettera di non obiezione per il preparato specifico per Listeria<\/span> Listex\u2122 (attualmente PhageGuard Listex\u2122) come sostanza generalmente riconosciuta come sicura (GRAS).<\/span> Negli ultimi anni, la FDA ha concesso l’approvazione GRAS a una serie di prodotti a base di fagi (ad es. SalmoFresh\u2122 e PhageGuard S\u2122). La richiesta di approvazione GRAS sembra ora essere la via normativa standard per i prodotti a base di fagi destinati al trattamento di alimenti post-raccolta. <\/span> Poich\u00e9 i batteriofagi litici di tipo selvatico (cio\u00e8 non geneticamente modificati) sono tutti naturali e gi\u00e0 presenti nella filiera alimentare, la designazione GRAS sembra essere un percorso normativo appropriato per tali preparati.<\/span> Inoltre, l’USDA ha incluso diversi preparati di fagi nelle sue linee guida pubblicate per ingredienti sicuri e adatti alla produzione di prodotti a base di carne, pollame e uova.<\/span> Ad esempio, secondo la direttiva FSIS 7120.1, \u00e8 consentita l’applicazione di fagi su animali da allevamento prima della macellazione (ad es. fagi diretti contro E. coli<\/span> O157:H7 su pelli bovine) e su alimenti (ad es. fagi diretti contro Salmonella<\/span> su pollame o carne).<\/span> Queste linee guida sono state sviluppate utilizzando preparati di fagi specifici. Tuttavia, in generale, qualsiasi prodotto a base di fagi che corrisponda alla descrizione nella direttiva pu\u00f2 essere considerato conforme. <\/span> Seguendo l’esempio delle autorit\u00e0 di regolamentazione negli Stati Uniti, diverse autorit\u00e0 sanitarie in paesi di tutto il mondo hanno concesso approvazioni per prodotti a base di fagi da utilizzare negli alimenti.<\/span> Alcuni esempi sono Israele, Canada, Svizzera, Australia, Nuova Zelanda e l’Unione Europea (Tabella 2<\/a>).<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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3.2.<\/span> Sfide per il biocontrollo con batteriofagi<\/span><\/h4>\n
Come descritto nelle sezioni precedenti, il biocontrollo con batteriofagi viene sempre pi\u00f9 utilizzato per combattere batteri patogeni specifici in vari alimenti, con un numero crescente di pubblicazioni scientifiche che dimostrano l’utilit\u00e0 dei batteriofagi nel ridurre o eliminare i loro batteri patogeni target negli alimenti.<\/span> Tuttavia, rimangono ancora alcune sfide prima che il biocontrollo con batteriofagi venga generalmente accettato, comprese limitazioni tecniche e l’accettazione generale da parte dei consumatori dell’applicazione di fagi sugli alimenti.<\/span> Alcune di queste sfide sono discusse brevemente di seguito.<\/span><\/div>\n
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3.2.1.<\/span> Sfide tecniche<\/span><\/h4>\n
La sfida tecnica probabilmente pi\u00f9 grande nel biocontrollo con fagi \u00e8 la sua efficacia.<\/span> Un’osservazione comune negli studi con batteriofagi sugli alimenti \u00e8 che il livello di batteri contaminanti diminuisce inizialmente e successivamente i batteri vengono ridotti poco o per niente [54<\/a>, 56<\/a>].<\/span> In altre parole, i fagi possono ridurre efficacemente il livello dei loro batteri target negli alimenti, ma non sempre li eliminano completamente.<\/span> I batteriofagi devono entrare in contatto con cellule batteriche suscettibili per lisarle.<\/span> Considerando la natura del ciclo di replicazione dei fagi (che inizia con un fago che infetta una cellula batterica e alla fine di ogni ciclo di replicazione 100-200 fagi progenie fuoriescono da quella cellula, cio\u00e8 un effetto esponenziale), ci si potrebbe aspettare che questa riduzione nelle cellule batteriche aumenti esponenzialmente con pi\u00f9 cicli di replicazione, poich\u00e9 vengono prodotti pi\u00f9 fagi progenie come risultato della lisi batterica mediata dai fagi in corso.<\/span> Tuttavia, diversi rapporti hanno indicato che la concentrazione di fagi non aumenta significativamente dopo l’applicazione sugli alimenti [43<\/a>, 44<\/a>, 45<\/a>], il che suggerisce fortemente che questa “autodosaggio” (aumento esponenziale della popolazione di fagi dovuto a cicli di replicazione litica ripetuti) non si verifica, almeno nelle condizioni testate finora.<\/span> \u00c8 probabile che i fagi progenie non siano in grado di raggiungere e penetrare batteri aggiuntivi negli alimenti, specialmente in matrici alimentari pi\u00f9 asciutte, dove il movimento passivo dei fagi sulle superfici alimentari \u00e8 limitato a causa della mancanza di umidit\u00e0.<\/span> In questo contesto, si \u00e8 ipotizzato che potrebbero essere necessarie meno particelle di fagi per ridurre significativamente la contaminazione batterica su superfici alimentari umide e in liquidi rispetto a matrici alimentari pi\u00f9 asciutte, presumibilmente a causa della maggiore “mobilit\u00e0” dei fagi in presenza di umidit\u00e0 (ad es. succhi naturali di alcuni alimenti) [84<\/a>].<\/span> Una possibile risposta a questa sfida \u00e8 l’uso di una soluzione di fagi con concentrazioni pi\u00f9 elevate di particelle di fagi per aumentare la probabilit\u00e0 che i fagi entrino in contatto con i loro batteri target durante l’applicazione [17<\/a>, 21<\/a>, 36<\/a>, 66<\/a>];<\/span> Tuttavia, una soluzione pi\u00f9 concentrata \u00e8 pi\u00f9 costosa, quindi l’implementazione potrebbe essere proibitiva per i trasformatori alimentari.<\/span> Un’altra opzione \u00e8 l’uso di volumi di spruzzatura maggiori, applicati tramite nebulizzazioni fini, per distribuire le particelle di fagi in modo pi\u00f9 efficiente sulla superficie dell’alimento e aumentare la probabilit\u00e0 che incontrino un batterio target, il che potrebbe essere particolarmente importante in circostanze in cui i patogeni sono presenti negli alimenti in concentrazioni molto basse o quando la dose infettiva del patogeno \u00e8 estremamente bassa.<\/span> La corretta applicazione dei batteriofagi sugli alimenti per garantire una copertura superficiale completa e un’efficacia ottimale \u00e8 una delle sfide tecniche pi\u00f9 importanti per il biocontrollo con fagi e comprende una serie di aspetti che dipendono dal dosaggio dei fagi (cio\u00e8 la concentrazione efficace dei fagi somministrati in un volume ottimale e come questi possono essere verificati negli stabilimenti di trasformazione alimentare), fino all’ottenimento dell’attrezzatura giusta (sia per garantire un dosaggio accurato, come appena menzionato, sia per assicurare un’adeguata miscelazione o rotolamento durante l’applicazione dei fagi, in modo che l’intera superficie dell’alimento sia trattata accuratamente con la soluzione di fagi).<\/span><\/div>\n
Un altro problema relativo all’efficacia \u00e8 che il biocontrollo con fagi riduce tipicamente la concentrazione dei batteri target di 1-3 log (con rare eccezioni: in uno studio \u00e8 stata riportata una riduzione di Listeria<\/span> fino a 5 log come risultato del trattamento con fagi [36<\/a>]), e questo \u00e8 significativamente inferiore alla riduzione fino a 5 log riportata per alcuni altri interventi pi\u00f9 duri, ad es. l’irradiazione.<\/span> Sebbene questo sia pi\u00f9 un problema di percezione che un vero problema tecnico (poich\u00e9 pochissimi alimenti, se ce ne sono, sono contaminati con 5 log di patogeni alimentari per grammo), la riduzione inferiore \u00e8 considerata dall’industria alimentare come inferiore.<\/span> Anche se il batterio target non viene completamente eliminato dagli alimenti e viene ridotto solo di 1 o 2 logaritmi, pu\u00f2 comunque rendere l’alimento pi\u00f9 sicuro per il consumo.<\/span> Ad esempio, nel 2003 la FDA e l’FSIS dell’USDA hanno creato congiuntamente uno studio di valutazione del rischio in cui hanno modellato una serie di scenari “cosa succederebbe se”, incluso uno scenario in cui una riduzione della contaminazione di salumi avrebbe influenzato il tasso di mortalit\u00e0 degli anziani.<\/span> Secondo questa analisi, una riduzione di 10 volte (1 log) e una riduzione di 100 volte (2 log) della contaminazione prima della vendita<\/span> con L. monocytogenes<\/span> ridurrebbe il tasso di mortalit\u00e0 di circa il 50% e il 74% rispettivamente in questo segmento di popolazione [85].<\/span> 50% e 74% rispettivamente in questo segmento di popolazione [85<\/a>].<\/span> Pertanto, l’implementazione di protocolli di biocontrollo con fagi – anche se non eradicano (cio\u00e8 non eliminano completamente) i patogeni contenuti negli alimenti, ma li riducono di 1-3 log – pu\u00f2 portare a miglioramenti significativi della sicurezza alimentare e della salute pubblica.<\/span><\/div>\n
Un’altra sfida tecnica riguarda l’implementazione del biocontrollo con fagi.<\/span> Il biocontrollo con fagi \u00e8 uno strumento efficace per migliorare la sicurezza alimentare, ma non elimina la necessit\u00e0 di una manipolazione sicura degli alimenti.<\/span> Ad esempio, \u00e8 stata osservata una ricrescita dei batteri dopo un trattamento con fagi quando gli alimenti sono stati conservati a temperature di abuso [33<\/a>, 48<\/a>, 54<\/a>].<\/span> Inoltre, \u00e8 necessaria una certa pianificazione per mantenere l’efficacia ottimale del biocontrollo con fagi quando i batteriofagi vengono combinati con alcune altre misure di sicurezza alimentare, ad es. con l’uso di fagi in combinazione con disinfettanti chimici [59<\/a>].<\/span> Ad esempio, una serie di disinfettanti chimici sono in grado di inattivare i fagi, e pertanto devono essere applicati separatamente per garantire che i fagi mantengano la loro vitalit\u00e0 per ottenere le maggiori riduzioni batteriche [59<\/a>].<\/span> In questo contesto, alcuni ricercatori hanno riportato che le combinazioni di batteriofagi e conservanti sono meno efficaci di ciascun trattamento da solo [86<\/a>].<\/span> Tuttavia, se vengono identificate combinazioni sinergiche appropriate di preparati di fagi con altri disinfettanti, l’efficacia di ciascuno potrebbe essere migliorata.<\/span> Ad esempio, in presenza di elevati carichi organici, l’efficacia di un lavaggio con prodotti a base di acido levulinico \u00e8 stata aumentata (fino a 2 log) quando frutta e verdura sono state pretrattate con un preparato di batteriofagi [34<\/a>].<\/span><\/div>\n
Un’altra sfida tecnica legata all’applicazione (e che influenza l’efficacia) \u00e8 la possibile comparsa di isolati batterici resistenti ai fagi.<\/span> I ricercatori recuperano batteri resistenti ai trattamenti con fagi [62<\/a>], e c’\u00e8 preoccupazione che l’applicazione diffusa di questo trattamento possa alla fine portare a una selezione contro i batteri resistenti ai fagi.<\/span>I fagi utilizzano una variet\u00e0 di strutture batteriche per avviare l’invasione delle cellule batteriche, inclusi polisaccaridi e proteine di superficie, nonch\u00e9 i flagelli [87<\/a>, 88<\/a>, 89<\/a>].<\/span> L’uso di cocktail di fagi che contengono pi\u00f9 fagi diversi (ad es. fagi che utilizzano recettori diversi sulla superficie dei batteri) rispetto a un singolo monofago pu\u00f2 fornire un meccanismo per ridurre il rischio\/la probabilit\u00e0 di resistenza batterica.<\/span> Anche la strategia di intervento stessa pu\u00f2 svolgere un ruolo chiave nella comparsa di mutanti resistenti ai fagi.<\/span> Ad esempio, l’applicazione di fagi alla fine del ciclo di trasformazione alimentare (ad es. quando i fagi vengono spruzzati sugli alimenti immediatamente prima del confezionamento) riduce la “pressione selettiva complessiva” nell’ambiente, poich\u00e9 l’esposizione batterica ai fagi \u00e8 limitata.<\/span> Di conseguenza, c’\u00e8 un rischio minore che emergano mutanti resistenti ai fagi rispetto a quando, ad esempio, i pollai o ambienti complessi simili vengono spruzzati con fagi per ridurre la contaminazione degli animali da allevamento.<\/span> Infine, se si verifica resistenza, i cocktail di fagi potrebbero essere modificati per includere fagi che prendono di mira batteri precedentemente resistenti.<\/span> Un esempio di tale approccio \u00e8 gi\u00e0 stato pubblicato e discusso altrove in questo articolo [16<\/a>].<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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3.2.2.<\/span> Accettazione da parte dei consumatori<\/span><\/h4>\n
Negli ultimi anni, i consumatori hanno mostrato sempre pi\u00f9 un’avversione all’acquisto di alimenti trattati con disinfettanti chimici e antibiotici o con alimenti “geneticamente modificati”, mentre allo stesso tempo la domanda di alimenti biologici e prodotti locali come quelli dei mercati agricoli locali e dell’agricoltura sostenuta dalla comunit\u00e0 (CSA) \u00e8 in aumento [90<\/a>, 91<\/a>].<\/span> Questa tendenza \u00e8 un buon segno per il biocontrollo con fagi, che offre un approccio antimicrobico non chimico, ecologico e mirato per migliorare la sicurezza alimentare.<\/span> Tuttavia, il pubblico potrebbe non essere pronto ad acquistare alimenti trasformati con tecniche sconosciute, e l’idea di “spruzzare virus sui loro alimenti” potrebbe causare disagio.<\/span> Inoltre, i produttori alimentari in generale esitano a cambiare le loro pratiche, specialmente quando c’\u00e8 la possibilit\u00e0 che il pubblico reagisca negativamente.<\/span> Affinch\u00e9 il biocontrollo con fagi possa essere utilizzato su scala pi\u00f9 ampia, \u00e8 fondamentale educare il pubblico e i trasformatori alimentari sulla sicurezza, l’efficacia e l’ubiquit\u00e0 dei batteriofagi.<\/span><\/div>\n
I fagi sono gli organismi pi\u00f9 abbondanti sul pianeta con circa 1031<\/sup> particelle (dieci volte tanto quanto l’intera popolazione batterica globale) [92<\/a>] e circa 1015<\/sup> particelle di fagi che popolano l’intestino umano [93<\/a>].<\/span> I fagi fanno parte della normale microflora di tutti gli alimenti freschi [94<\/a>] e sono stati isolati da una variet\u00e0 di alimenti, da frutta e verdura a carne e latticini, spesso in numero molto elevato, ad es. fino a 1 \u00d7 109<\/sup> PFU\/ml nello yogurt [95<\/a>, 96<\/a>].<\/span> Il biocontrollo con fagi \u00e8 probabilmente anche uno degli interventi pi\u00f9 ecologici che esistano.<\/span> In una precedente revisione [18<\/a>] abbiamo stimato che, se i fagi fossero applicati nella quantit\u00e0 massima<\/span> consentita (109<\/sup> PFU\/g per un prodotto a base di fagi, tutte le altre approvazioni attuali sono fino a 107<\/sup>-108<\/sup> PFU\/g) a tutti<\/span> gli alimenti approvati che un americano medio consuma in un giorno, i fagi ingeriti rappresenterebbero <0,2% del numero di fagi gi\u00e0 presenti nell’intestino umano.<\/span> Questo calcolo \u00e8 una sovrastima approssimativa, specialmente considerando diverse approvazioni GRAS che consentono un’applicazione fino a 108<\/sup> PFU\/g (riducendo l’assunzione giornaliera di fagi a ~0,02% dei fagi nel tratto intestinale umano).<\/span> Questa stima presuppone anche che (1) tutti i possibili alimenti siano trattati, (2) tutti i fagi applicati sopravvivano all’acido gastrico e raggiungano l’intestino tenue (tuttavia, la maggior parte dei fagi viene normalmente distrutta quando esposta al pH acido dello stomaco), (3) venga applicata la quantit\u00e0 massima consentita di fagi e (4) il biocontrollo con batteriofagi sia utilizzato universalmente da tutte le industrie alimentari rilevanti negli Stati Uniti.<\/span> In breve, il numero di fagi aggiunti all’ambiente e introdotti nell’intestino umano come risultato del biocontrollo con fagi \u00e8 trascurabile, specialmente rispetto alle popolazioni di fagi naturalmente presenti.<\/span> Inoltre, i fagi in tutti i prodotti commerciali attualmente disponibili (Tabella 2<\/a>) non sono geneticamente modificati e provengono originariamente dall’ambiente, possibilmente anche dagli alimenti.<\/span> Tuttavia, questi fatti spesso non sono noti al pubblico.<\/span> Pertanto, la corretta comprensione della sicurezza e dell’ubiquit\u00e0 dei fagi litici, nonch\u00e9 dei vantaggi<\/span> e degli svantaggi<\/span> del biocontrollo con fagi tra consumatori e trasformatori alimentari \u00e8 fondamentale per l’ulteriore implementazione di successo di questo approccio promettente.<\/span> In almeno uno studio recente, i consumatori sembravano disposti a pagare di pi\u00f9 per prodotti freschi trattati con batteriofagi dopo che la scienza dietro il biocontrollo con fagi e i vantaggi di questa tecnica erano stati loro spiegati [97<\/a>].<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/section>\n<\/section>\n
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4. Osservazioni conclusive<\/span><\/h2>\n
Sebbene esistano ancora alcune sfide, il biocontrollo con batteriofagi viene sempre pi\u00f9 accettato come metodo sicuro ed efficace per eliminare o ridurre significativamente i livelli di patogeni batterici specifici dagli alimenti.<\/span> I prodotti commerciali a base di batteriofagi sono attualmente disponibili e approvati per l’uso in un numero crescente di paesi.<\/span> Questi prodotti possono essere utilizzati per combattere la contaminazione da specifici patogeni batterici in vari momenti durante la produzione alimentare, inclusa la spruzzatura sui prodotti, l’applicazione sugli animali da allevamento prima della trasformazione, il risciacquo delle superfici a contatto con gli alimenti negli stabilimenti di trasformazione e il trattamento degli alimenti post-raccolta, inclusi gli alimenti pronti al consumo.<\/span>Nonostante i progressi nel miglioramento della sicurezza alimentare, le malattie di origine alimentare rimangono una minaccia costante, specialmente per le persone con sistema immunitario pi\u00f9 debole, ad es. bambini, anziani e donne in gravidanza.<\/span> Il biocontrollo con batteriofagi pu\u00f2 servire come strumento aggiuntivo in un approccio a ostacoli multipli per impedire che i patogeni di origine alimentare raggiungano i consumatori. Questo metodo \u00e8 particolarmente promettente quando i trasformatori alimentari desiderano preservare la popolazione microbica naturale e spesso benefica degli alimenti rimuovendo i batteri che possono causare malattie nell’uomo. <\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n
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Ringraziamenti<\/span><\/h2>\n
Questo materiale si basa su lavori supportati in parte dall’US Army Contracting Command (APG), Natick Contracting Division, Natick, MA, USA, con il contratto numero #W911QY-18-C-0010 (ad Alexander Sulakvelidze).<\/span> I finanziatori non sono stati coinvolti nella concezione di questa revisione della letteratura, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto.<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n
<\/div>\n
Fonte: Zachary D. Moye, Joelle Woolston e Alexander Sulakvelidze
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Le malattie di origine alimentare rimangono una delle principali cause di ospedalizzazione e morte in tutto il mondo, nonostante i numerosi progressi nell’igiene alimentare e nel monitoraggio dei patogeni. I metodi antimicrobici convenzionali come la pastorizzazione, la lavorazione ad alta pressione, l’irradiazione e i disinfettanti chimici possono ridurre in varia misura le popolazioni microbiche negli […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":8165,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"categories":[251],"tags":[],"class_list":["post-8163","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-batteriofagi"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.phage.help\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/asparagus-2169305_960_720.jpg","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8163","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8163"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8163\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8165"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8163"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8163"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8163"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}