La riduzione dell'uso di pesticidi e' uno degli obiettivi principali dell'agricoltura sostenibile, perseguito in molti casi attraverso l'adozione di prodotti alternativi che salvaguardano l'ambiente. In questo ambito, il batterio Bacillus thuringiensis (Bt) è il patogeno degli insetti impiegato con maggior successo per il controllo delle specie dannose. B. thuringiensis produce infatti differenti proteine ad attività insetticida, innocue per l'uomo ed altri vertebrati e attive quasi esclusivamente contro Ditteri, Coleotteri e larve di Lepidotteri, utilizzate in tutto il mondo per la produzione di formulati e di piante geneticamente modificate resistenti all'attacco degli insetti sensibili.

Le tossine prodotte da B. thuringiensis, una volta ingerite dall'insetto, vengono attivate da enzimi proteolitici intestinali dando origine a frammenti in grado di legare recettori localizzati sulla membrana delle cellule epiteliali intestinali, con conseguente formazione di pori. Questo evento porta alla lisi delle cellule dell'intestino e alla morte dell'insetto sensibile per inedia e setticemia. Questi prodotti, valida alternativa agli insetticidi chimici di sintesi, sono impiegati in tutto il mondo per il controllo degli insetti dannosi all'agricoltura.

Una ricerca condotta presso l'Università degli Studi di Napoli "Federico II", in collaborazione con diversi Atenei tra cui l'Università degli Studi dell'Insubria, ha cercato di chiarire alcuni aspetti del meccanismo d'azione di B. thuringiensis. I risultati, appena pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences USA, evidenziano come il microbiota dell'insetto ospite condizioni fortemente la patogenicità e la virulenza di B. thuringiensis.

"Negli ultimi anni - spiega il Professor Tettamanti, professore associato del Dipartimento di Biotecnologie e Scienze della Vita - si è molto discusso sul ruolo svolto dal microbiota, presente nel lume intestinale degli insetti sensibili, nel meccanismo d'azione di queste tossine. In particolare, mancavano chiare prove sperimentali volte a definire se la principale causa della morte dell'insetto fosse il blocco della funzionalità dell'intestino indotto dalla formazione del poro piuttosto che la setticemia causata dalla proliferazione dei batteri che di norma risiedono nell'intestino della larva ma che, a seguito del danneggiamento della parete intestinale, penetrano all'interno del corpo dell'insetto. Lo studio in oggetto ha permesso di chiarire questo aspetto fondamentale, utilizzando un approccio in grado di compromettere il sistema immunitario della larva, consentendo così di valutare la carica batterica nell'emolinfa a seguito del danno a livello intestinale indotto da B. thuringiensis, e la mortalità associata. I nostri risultati - prosegue Tettamanti - dimostrano chiaramente il ruolo fondamentale della setticemia nell'indurre la morte della larva e pongono le basi per lo sviluppo di strategie innovative per il controllo degli insetti che, alterando il grado di immunocompetenza dell'insetto target, possono incrementare l'azione degli agenti di biocontrollo. Poiché si stima che gli insetti distruggano a livello mondiale circa il 18% delle coltivazioni e il 20% dei raccolti, con un danno che si aggira intorno agli 80 miliardi di Euro ogni anno, ricerche di questo tipo diventano di fondamentale importanza, soprattutto alla luce dell'incremento della resistenza di molte specie di insetti all'azione degli insetticidi tradizionali.

Il nostro interesse verso i sistemi per la lotta alle specie dannose di insetti non si limita a B. thuringiensis - conclude Tettamanti - . Infatti una seconda linea di ricerca è dedicata allo studio dei processi che regolano la metamorfosi degli insetti con l'obiettivo di individuare meccanismi molecolari che, opportunamente manipolati, possano interferire con il corretto sviluppo dell'animale, compromettendone la sopravvivenza. In questo ambito, i risultati di uno studio condotto nei nostri laboratori volto a caratterizzare i processi di apoptosi e autofagia che intervengono nel corso della metamorfosi dei Lepidotteri, sono stati oggetto di una recente pubblicazione su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature".