Probiotic science and applications

Le interazioni tra i microrganismi e l'organismo umano; la classificazione dei viventi; cenni sui concetti di superorganismo, microbiota e microbioma. Le origini dell'approccio probiotico; la definizione di probiotico; le linee guida della FAO/WHO. Descrizione dell'iter necessario per la valutazione di un probiotico secondo la FAO/WHO. L'identificazione tassonomica di genere e specie. I microrganismi impiegati come probiotici (batteri lattici, bifidobatteri e gli altri microrganismi impiegati come probiotici). La caratterizzazione a livello di ceppo: le collezioni internazionali di ceppi microbici; tecniche molecolari di fingerprinting per la caratterizzazione del ceppo: PFGE e RAPD. Il problema della stabilità genetica nei probiotici. I next generation probiotics e i live biotherapeutics. I microrganismi presenti negli alimenti come potenziali probiotici: lo yogurt e i prodotti tradizionali fermentati. Caratterizzazione funzionale di un probiotico: valutazione della resistenza al transito gastro-intestinale; strategie di incremento della sopravvivenza al transito gastro-intestinale: la microincapsulazione; l'adesione batterica all'epitelio intestinale. Metodi per lo studio dell'adesione batterica. Saggio in vitro di antagonismo per esclusione con sistema reporter basato sulla bioluminescenza. La misurazione della resistenza elettrica trans-epiteliale (TEER). La ceppo-specificita' delle proprieta' probiotiche: l'esempio di Lactobacillus paracasei. Il sistema reporter per lo studio dell'attivazione dell'NF-kappaB nella linea cellulare Caco-2. Antagonismo e attività antimicrobica dei probiotici verso patogeni (saggio di valutazione dell'attività antagonistica, le batteriocine, la reuterina). Introduzione sul tema della sicurezza di un probiotico. Prove per la valutazione della sicurezza di un probiotico: la deconiugazione dei sali biliari; la produzione di acido D-lattico da parte dei probiotici e l'acidosi da acido D-lattico; l'emolisi indotta dai batteri; determinazione dell'infettività dei probiotici in modelli animali. Valutazione della sicurezza di un probiotico: la resistenza antibiotica nei probiotici (resistenza antibiotica intrinseca vs resistenza acquisita; meccanismi di resistenza; i breackpoint dell'EFSA). I rischi per la salute umana dell'assunzione di probiotici (discussione di alcuni casi clinici). L'uso dei probiotici per la gestione degli effetti avversi legati al consumo di antibiotici: discussione della recente letteratura scientifica e di come sono stati affrontati dagli organi di stampa. Una soluzione ai problemi di sicurezza: i prodotti contenenti microrganismi probiotici inattivati (i paraprobiotici). La definizione di sinbiotici, bifidogenici e postbiotici. I probiotici e la sperimentazione su uomo: i marcatori di tipo a, b e c. Esempio di studio di marcatore di tipo a: gli studi di recovery. L'etichetta dei prodotti probiotici. Il packaging per i prodotti probiotici. Le difficoltà associate allo studio dell'efficacia dei probiotici. Gli effetti benefici sulla salute umana attribuiti ai probiotici (valutazione delle metanalisi disponibili). Breve descrizione dei possibili meccanismi di azione dei probiotici. Il mercato dei probiotici; la legislazione europea in materia di probiotici (regolamento 258/97/EC sui novel food, il concetto di presunzione qualificata di sicurezza; QPS, la legislazione 1924/2006 sugli health claims, le conseguenze del regolamento EC 1924/2006). Le linee guida del Ministero della Salute Italiano. I probiotici in zootecnia. Impiego non ordinario dei microrganismi probiotici: (i) biopreservation, l'uso dei batteri e di loro prodotti per la conservazione e la sicurezza alimentare; (ii) l'approccio probiotico per la salute umana al di fuori del tratto gastrointestinale (cavità orale, mucosa vaginale, pelle); (iii) l'uso dei batteri nella pratica clinica (l'uso dei ricombinanti batterici e i drug delivery system); (iv) il trapianto di microbiota fecale.