Il biorisanamento fungino del benzo(a)pirene: meccanismi e fattori influenti

Il benzo(a)pirene (BaP) è un idrocarburo policiclico aromatico con nota attività cancerogena per l'uomo, relativamente resistente al degrado a causa dell'elevato stato di ossidazione del carbonio e della bassa biodisponibilità. Nell'elaborato sono stati discussi i risultati di studi recenti inerenti i meccanismi fungini di detossificazione di questo xenobiotico, nonché gli effetti di co-substrati, metalli e metalloidi, ed altri microrganismi, sull'efficienza del processo. Alcuni basidiomiceti white-rot (Pleurotus ostreatus, Phanerochaete chrysosporium) sfruttano gli esoenzimi a bassa specificità secreti normalmente per degradare la lignina, quali perossidasi e laccasi, arrivando alla mineralizzazione del BaP a CO2 e H2O. La percentuale di degradazione dello xenobiotico può essere migliorata attraverso l'utilizzo di mediatori sintetici o naturali. Questi ultimi rappresentano un vantaggio in quanto, essendo rilasciati in grande quantità dai funghi stessi, possono facilitare l'applicazione degli esoenzimi ligninolitici riducendo i costi e la tossicità del processo. La degradazione può essere influenzata anche dalla presenza di metalli e metalloidi, quali il rame che a concentrazioni fino a 15 mM ha un effetto positivo sul degrado, che è invece sfavorito dalla presenza di Ag2+, Hg2+ e Cd2+. Il biorisanamento in un mezzo complesso come il suolo co-contaminato risulta perciò difficile da attuare. In condizioni repressive per l'espressione di questi enzimi (ad esempio ad alte concentrazioni di N), P. chrysosporium attua invece un meccanismo intracellulare di detossificazione, mediato da citocromi P450. L'ossidazione del BaP porta a metaboliti più polari, maggiormente suscettibili a degradazione biotica. Ad esempio, l'interazione tra funghi e batteri risulta spesso sinergica in quanto l'iniziale intervento fungino può fornire substrati attaccabili dai batteri che non hanno la capacità di idrossilare il composto di partenza. Se nel caso dei basidiomiceti white-rot la degradazione del BaP richiede un co-substrato, molto recentemente è stato identificato un ascomicete (Lasiodiplodia theobromae), in grado di utilizzare questo xenobiotico come fonte unica di C. Questo microrganismo inoltre degrada il tensioattivo usato per rendere più biodisponibile l'inquinante, riducendo così il rischio di inquinamento secondario. I risultati di queste indagini configurano una serie di possibilità per un efficiente micorisanamento dei suoli contaminati dal BaP. Ulteriori ricerche, condotte ad esempio tramite approcci di culturomica o meta-trascrittomica/meta-proteomica, sono auspicabili ai fini di identificare nuovi microrganismi, consorzi microbici ed enzimi, utili per ottimizzare il processo.