Sfruttare i microbiomi per sistemi alimentari a prova di futuro
I microrganismi sono parte integrante dell’ambiente. Sono presenti nell’aria, nel suolo e nell’acqua e, insieme ai loro ospiti, fanno parte di una complessa rete di interazioni chiamata olobioma. Gli scienziati sanno che l’olobioma svolge un ruolo importante nei sistemi alimentari ma i meccanismi con cui microrganismi, piante e animali interagiscono per influenzare la produzione alimentare restano poco conosciuti. Il progetto CIRCLES(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha studiato gli olobiomi legati agli alimenti e ha prodotto strumenti e procedure per il microbioma che migliorano la produzione alimentare.
Mappare gli ecosistemi microbici
Per raggiungere i suoi obiettivi, il progetto CIRCLES si è concentrato su sei sistemi alimentari rappresentativi dell’offerta alimentare europea: spinaci, pomodori, pollame, suini, salmone atlantico e orata. Questi sei sistemi alimentari sono stati scelti in quanto coprono la produzione di carne, l’acquacoltura e i prodotti freschi. Nelle aziende agricole e negli impianti di acquacoltura utilizzati per la ricerca, gli scienziati hanno utilizzato tecnologie di sequenziamento del DNA all’avanguardia per valutare i microbiomi delle piante e degli animali studiati. Attraverso un approccio chiamato metagenomica comparativa, sono stati identificati i microbi associati a organismi sani e meno sani. «CIRCLES ha identificato microbi essenziali nei sei sistemi alimentari che forniscono funzioni chiave per la crescita, migliorando la difesa e la nutrizione dell’olobioma associato», spiega il coordinatore del progetto Marco Candela.
Modulatori intelligenti del microbioma
CIRCLES ha sfruttato le conoscenze acquisite nella fase di mappatura analizzando i risultati della metagenomica comparativa al fine di identificare ciò che mancava o era sbilanciato nel microbioma. Il team ha cercato quindi di riportare il microbioma a uno stato sano introducendo modulatori intelligenti del microbioma (SMM), come prebiotici o probiotici, adattati ai deficit osservati. Il successo di tale approccio è stato testato misurando le prestazioni delle colture nelle piante e prelevando campioni biologici dagli animali. CIRCLES prevede di commercializzare SMM su misura per i produttori alimentari al fine di garantire un approvvigionamento alimentare sicuro, sostenibile e di alta qualità.
Toolbox per il microbioma per i produttori alimentari
CIRCLES ha sviluppato una serie di toolbox, disponibili sul sito web del progetto, per ciascuno dei sei sistemi alimentari presi in considerazione. Tali toolbox forniscono ai produttori le informazioni e gli strumenti necessari per sfruttare il microbioma naturale e incrementare la produzione. Oltre agli SMM personalizzati per gli alimenti, i toolbox forniscono l’accesso a uno strumento di valutazione in attesa di brevetto. Spiega Candela: «Il risultato più promettente del progetto è lo strumento di rendicontazione universale, uno strumento che, adattato a diversi contesti, ha permesso di sviluppare una serie di rapporti per valutare lo stato di salute (ad esempio diversità, struttura della rete, presenza di taxa chiave) del microbiota nei processi di produzione alimentare». CIRCLES ha dimostrato che lavorare con i microbi, anziché contro di loro, ha senso sia dal punto di vista economico che ambientale. Il quadro normativo che sovrintende alla produzione alimentare rappresenta però una sfida, in quanto poco chiaro e frammentato. Candela spera in un tempestivo aggiornamento delle normative. «CIRCLES ha fatto luce sul ruolo cruciale dei microbiomi naturali come serbatoi di microrganismi che svolgono ruoli chiave all’interno dei sistemi alimentari», spiega. Con le nuove conoscenze sugli olobiomi e un adeguato supporto normativo, è possibile salvaguardare il futuro di sistemi alimentari sicuri, sostenibili e sani.
