Micotossine cosa sono

Siamo in presenza di sostanze contaminanti naturali, originate dal metabolismo secondario di determinati micro funghi, che possono contaminare numerosi prodotti alimentari, la cui ingestione (naturalmente di natura accidentale, lungo la catena alimentare) può provocare effetti seri, tra i quali mutagenicità e cancerogenicità. Inoltre da dati FAO si stima che il 25% dei prodotti alimentari siano affetti da micotossine I fattori che possono dare origine alla contaminazione sono diversi e variano dalle condizioni climatiche, stress ambientali, danni da insetti e dalla capacità di sviluppo del ceppo fungino.

Le principali micotossine sono :

• Aflatossine (M1, M2, B1, B2, G1, G2) da funghi del genere Aspergillus
• Ocratossina A, da Penicillium Verrucosum, Aspergillus ochraceus, Aspergillus niger
• Fumonisine (B1, B2), Fusarium moniliforme e Fusarium verticilloides, ecc
• Zeralenone, da specie del genere Fusarium
• Deossinivalenolo (DON), Nivalenolo, dal genere Fusarium
• Patulina da Penicilium patulum, Aspergillus clavatus

In particolare le aflatossine vengono prodotte da funghi appartenenti al genere Aspergillus e alle specie A flavus (B1, B2) e A Parasiticus (B1, B2, G1, G2). Aspergillus flavus che trova l’ optimum di sviluppo ad una temperatura compresa tra 32 e 36 °C e un clima caldo umido, mentre sotto i 12 °C e sopra i 42 °C riscontra difficoltà.

In generale, i fattori predisponenti allo sviluppo di micotossine sono l’ umidità dell’ ambiente e del substrato, il tenore di acqua libera compreso tra 0,85 < 0,97, elevate temperature nel caso degli Aspergillus, basse per i Fusarium. Le micotossine possono contaminare materie prime come il grano o il mais, ad uso zootecnico o umano, dove sono contenute nel germe della cariosside e una volta ingeriti dagli animali di allevamento  ritrovarsi nei prodotti trasformati. Il fungo si stabilisce sul terreno e svolge azione saprofitica sui residui colturali sotto forma miceliare o di sclerozi, formazioni quest’ ultime in grado di permettere al fungo di sopravvivere in periodi avversi, dove attraverso l’emissione di conidi sono in grado di diffondersi nell’ ambiente e una volta germinati originare ife che infettano la cariosside. Naturalmente a favorire l’ ingresso del patogeno sono anche lesioni di varia natura a danno della cariosside, ma possibilità di infezioni possono avere luogo in seguito ad operazioni disattente in fase di raccolta, stoccaggio ed essicazione.

Organismi dannosi per la salute

L’ importanza che le micotossine, e tra esse aflatossine, hanno assunto nel tempo è dovuta agli effetti sulla salute umana, in particolare cancerogenicità, teratogenicità e mutagenicità, provocando fenomeni di tossicità acuta o cronica, tanto da indurre l’ Agenzia per la Ricerca sul Cancro (AIRC) a dichiararlo come una tra le più potenti sostanze carcinogene naturali per gli esseri umani. Per questo è necessario che la loro presenza negli alimenti, siano essi destinati al consumo animale che umano, resti sotto determinate soglie, particolarmente restrittive all’ interno dell’ Unione Europea per poter meglio gestire e prevenire il rischio micotossine. In particolare, per il latte, il quantitativo da non superare per la sua commercializzazione, come obbligatoriamente richiesto dall’ Unione Europea è di 0,050 nanogrammi/litro, sia che venga impiegato crudo, trattato termicamente o per la caseificazione. Latte in cui la comparsa di aflatossina si manifesta entro 4 ore dall’ assunzione con picchi entro le 24 ore con un calo naturale in mancanza di assunzione del prodotto contaminato, inoltre essendo termoresistente neanche i processi di trasformazione di latte e derivati sono in grado di ridurne la presenza. Naturalmente sono diversi i fattori che concorrono alla maggiore o minore presenza di aflatossina M1 nel latte, dall’ area geografica, stagione, condizioni ambientali, tipologia di allevamento e di alimento assunto, in particolare la quantità di foraggio verde e mangimi concentrati. La contaminazione può avvenire o indirettamente, attraverso l’ aflatossina B1 che presente nei mangimi viene convertita nel fegato in M1 per poi passare nel latte, o direttamente tramite funghi lasciati crescere sul prodotto per favorirne la fermentazione o con funghi che colonizzano il prodotto fortuitamente.

ENEA in campo per filiera zootecnica da latte, l’ impiego di anticorpi monoclonali e batteri del suolo nel kit innovativo in grado di  scovare le aflatossine del latte.

Una tra le filiere interessate dalla contaminazione da aflatossine, in particolare M1 e M2 (come dimostra l’ origine dell’ acronimo, dall’ inglese milk, latte) è la zootecnia da latte e con essa il segmento della mangimistica. Con l’ obiettivo di rispondere alle esigenze delle aziende lattiero casearie ma anche per i laboratori di analisi, ENEA ha creato un kit diagnostico veloce in grado di rilevare la presenza, anche minima, delle aflatossine eventualmente presenti nella matrice latte crudo.

La tecnica sulla quale si basa il kit, messo a punto da ENEA, impiega di anticorpi monoclonali prodotti da organismi vegetali. Il metodo si basa su un test di analisi immunologica comunemente in uso nei laboratori diagnostici, l’ELISA, acronimo di Enzyme Linked Immunosorbent Assay, o saggio immunoassorbente legato ad un enzima. Il test riunisce in se, velocità, economicità e sostenibilità e consiste nel prelevare un campione di latte, generalmente poche gocce, inserirle in una provetta (o per essere scientificamente precisi un pozzetto) all’ interno del quale è presente un anticorpo specifico per il riconoscimento dell’ aflatossina M1,  e qualora ne riveli la presenza sia in grado di neutralizzarla. L’ effettiva presenza della micotossina e il suo quantitativo sono confermati successivamente dall’ impiego di  un tracciante colorimetrico.

A differenziare e in un certo senso anche a rendere innovativo questo nuovo sistema rispetto ad altri, è la metodica con il quale viene prodotto l’ anticorpo, basata su di tecniche di plant molecular farming, l’ impiego di piante per la produzione di composti quali ormoni, enzimi o come in questo caso di anticorpi. Con questa tecnica è stata coltivata la Nicotiana benthamiana, specie appartenente allo stesso genere del tabacco (Nicotiana tabacum), generata dall’ ibridazione di due sezioni del genere Nicotiana, Silvestri e  Noctiflore, molto impiegata in tecniche molecolari di laboratorio. L’ impiego di questa specie permette di operare condizioni controllate senza la necessità di costose operazioni di sterilità richieste e di allestimento come nel caso di utilizzo di bioreattori e colture di cellule animali. Non solo le piante ma anche il suolo ha contribuito alla creazione di questo sistema in grado di scovare micotossine, infatti per rendere le piante in grado di produrre l’ anticorpo è stato impiegato un batterio presente proprio nel suolo, l’ Agrobacterium tumefaciens, che dopo aver infettato le piante  permette a quest’ ultime, dopo circa sei giorni, di produrre l’ anticorpo, In questo modo è il batterio, di volta in volta inoculato, ad essere portatore di differenti informazioni genetiche, e produrre diversi anticorpi.

Il ciclo è decisamente di breve durata, può essere compiuto in circa 7 – 8 giorni, dato che 1 -2 giorni sono necessari per la crescita del batterio e 1 settimana per lo sviluppo delle foglie di Nicotiana Benthamiana dalle quali è possibile estrarre fino 1,6 g/kg di anticorpi.

Terminata la fase di test in laboratorio del prototipo ora si passerà alla fase di vera e propria ricerca di una o più aziende interessate alla produzione

La ricerca curata oltre che dall’ ENEA anche dal Dipartimento di chimica dell’ Università di Torino è stata oggetto di una pubblicazione sulla rivista Toxins, dal titolo  “Design of a Diagnostic Immunoassay for Aflatoxin M1 Based on a Plant-Produced Antibody”.