Meccanismi di degradazione del benzo[a]pirene da parte di organismi fungini come risorsa per il biorisanamento ambientale

Il crescente rilascio di contaminanti organici nell’ambiente da parte dell’attività umana ha reso necessario lo sviluppo di tecniche di risanamento atte a salvaguardare l’ambiente e la salute. Tra i contaminanti ambientali maggiormente diffusi vi sono gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) di cui fa parte il benzo[a]pirene (BaP), composto ad alto peso molecolare, tossico e cancerogeno, caratterizzato da un’elevata persistenza nei suoli. Il biorisanamento, tecnologia efficace e sicura atta al ripristino di ecosistemi inquinati, rappresenta una potenziale soluzione alla persistenza di contaminanti ambientali. In quest’ottica sono stati effettuati numerosi studi su differenti organismi fungini, i quali si sono rivelati in grado di degradare efficientemente il BaP, sfruttandolo come fonte di carbonio per la propria crescita. Per comprendere meglio i meccanismi di assorbimento utilizzati dai funghi filamentosi del suolo è stato condotto un esperimento su Talaromyces helicus attraverso un innovativo dispositivo microfluidico costituito da due camere e una matrice di microcanali paralleli sufficientemente grandi da far crescere le ife fungine al loro interno. Attraverso analisi di microscopia a epifluorescenza è stato possibile rilevare lo stoccaggio in corpi lipidici del BaP assorbito dall’organismo. Ulteriori analisi hanno portato alla conclusione che l’internalizzazione del BaP sembra necessitare di un contatto diretto con la fonte del contaminante e di una precedente mobilizzazione molecolare ed enzimatica del composto. Un successivo studio sugli organismi fungini del suolo si è invece concentrato sui meccanismi enzimatici e sulla regolazione genica alla base della degradazione del BaP, prendendo in esame varie specie del genere Aspergillus. I risultati hanno mostrato che gli enzimi principalmente coinvolti sono le citocromo P450 mono-ossigenasi (CYPs) e che la loro sintesi è correlata alla corretta espressione del gene bapA (AN1884), il quale viene a sua volta regolato da fattori trascrizionali NF-kB-type appartenenti alla famiglia delle proteine velvet. La maggior parte degli studi circa la degradazione dei composti aromatici sono stati condotti su funghi filamentosi, ma i lieviti, grazie alla loro capacità di colonizzare una considerevole varietà di ambienti e alla loro notevole plasticità metabolica, meritano analisi più approfondite. Ciò è dimostrato dallo studio condotto su Rhodotorula mucilaginosa, un lievito poli- estremotollerante che, in condizioni ipersaline, si è rivelato non solo in grado di degradare il BaP, ma anche di produrre metaboliti intermedi non tossici, come si evince dalle analisi condotte sul muschio Physcomitrium patens, sul batterio Aliivibrio fischeri e su eritrociti e cellule epiteliali polmonari dell’uomo. La tossicità dei prodotti intermedi del metabolismo del BaP da parte di organismi fungini può infatti rappresentare un problema per la salute umana, in particolar modo se prodotti da funghi sporigeni. Questi studi apportano conoscenze fondamentali circa il metabolismo fungino del BaP e forniscono nuovi approfondimenti utili ad incrementare il potenziale del biorisanamento ambientale.