Studio dell'interazione ospite patogeno di Arcobacter butzleri e Arcobacter cryaerophilus mediante l'utilizzo di modelli intestinali umani

Il genere Arcobacter è costituito da batteri gram negativi della famiglia delle Campylobacteraceae ed è nato per poter riclassificare le due specie batteriche aerotolleranti Campylobacter cryaerophila e Campylobacter nitrofigilis, oggi denominate rispettivamente Arcobacter cryaerophilus e A. nitrofigilis. Questo genere comprende specie isolate da differenti matrici ambientali e non, quali acqua, campioni fecali umani e animali e, in particolare, alimenti. Anche se molte delle specie non risultano patogene alcune possono provocare gastroenteriti, dolori addominali e diarrea nell'uomo, in particolare Arcobacter butzleri e A. cryaerophilus rappresentano le maggiormente isolate da pazienti in cui è risultata infezione da Arcobacter spp. Nonostante i numerosi studi ecologici relativi a questo genere, poco si conosce riguardo al suo meccanismo di virulenza all'interno dell'intestino umano. D'altra parte, l'aumento di casi clinici ascrivibili a A. butzleri e A. cryaerophilus hanno evidenziano la necessità di progettare e eseguire studi approfonditi. Il primo passo nello studio dei meccanismi di virulenza avviene attraverso l'utilizzo di modelli intestinali umani, come effettuato nel presente studio, dove modelli a 2 dimensioni (2D) e a 3 dimensioni (3D) sono stati infettati con A. butzleri LMG 10828T, A. cryaerophilus LMG 9904T e 899. Complessivamente sono state valutate le capacità invasive e translocative attraverso il layer intestinale, in parallelo è stata sviluppata una metodica RT-qPCR per valutare l'espressione di geni di virulenza. L'interazione cellule/patogeno è stata valutata in presenza e assenza di muco intestinale. Attraverso l'impiego di questi modelli è stato possibile osservare per i ceppi LMG 10828T e LMG 9904T, una maggior capacità complessiva di colonizzazione in presenza di muco. Le prove di misurazione della resistenza elettrica tran epiteliale (TEER) in modelli 3D, in condizioni di incubazione dei tre ceppi con la linea cellullare Caco-2, hanno permesso di ipotizzare il passaggio dei microrganismi internamente alle cellule. Questo perché è stata osservata in presenza di CO2 un aumento di carica microbica nel compartimento basolaterale, non accompagnato dalla diminuzione del TEER. Le prove PCR, eseguite al fine di rilevare i principali geni di virulenza (cj1349, cadF, ciaB, irgA, tlyA, pldA, mviN, hecA, hecB) di A. butzleri e A. cryaerophilus con i primer presi in esame da Douidah, et al., (2012) hanno permesso di ottenere risultati concordanti con questo articolo solo per il ceppo LMG 10828T, per gli altri ceppi si sono ottenuti risultati discordanti e non ripetibili. Analisi bioinformatiche, hanno permesso di rilevare la presenza di Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), che spiegano la mancata ripetibilità dei risultati. La messa a punto dell'analisi trascrittomica, per l'analisi dell'espressione relativa dei 9 principali geni di virulenza e geni housekeeping, nelle medesime condizioni sperimentali (co-incubazione di A. butzleri e Caco-2) ha permesso di rilevare una sovraespressione dei geni cadF, cj1349 (adesione) e ciaB (invasione), dopo 150 minuti dall'inoculo iniziale. In conclusione, le prove eseguite hanno confermato la patogenicità in vitro di A. butzleri e A. cryaerophilus. La presenza di muco intestinale ha favorito, per i ceppi LMG 10828T e LMG 9904T, la colonizzazione. La messa a punto di una metodica qPCR è importante per le future analisi del trascrittoma di A. butzleri in condizioni di co-incubazione.