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Dal suolo al corpo umano: quali sono le strategie di sopravvivenza e le capacità di adattamento del Citrobacter freundii?
Citrobacter freundii è un batterio Gram-negativo anaerobio facoltativo appartenente alla famiglia delle Enterobacteriaceae, di cui si riconoscono 13 specie. I batteri hanno la forma di un bastoncino, solitamente lungo 1–5 micrometri. La maggior parte delle cellule di C. freundii possiede flagelli multipli per la locomozione, sebbene alcune forme non mobili siano prive di questa caratteristica. Il C. freundii è un microrganismo comune presente nel terreno, ma può essere trovato anche nell'acqua, nelle acque reflue, negli alimenti e nell'intestino di animali ed esseri umani. Il genere Citrobacter fu scoperto da Werkman e Gillen nel 1932 e il C. freundii fu isolato e identificato da estratti di terreno nello stesso anno.
Morfologia e caratteristiche delle cellule
Gli esopolisaccaridi di C. freundii possono colpire i radicali idrossilici e mostrare attività antiossidante.
Le proprietà antiossidanti del C. freundii sono associate a diverse caratteristiche fisiche e chimiche. Inoltre, C. freundii ha un impatto positivo sul trattamento di alcuni tumori, in particolare nell'uccidere e curare il cancro cervicale. Alcuni isolati hanno mostrato tossicità nei confronti delle cellule HeLa, una linea cellulare immortale derivata dalle cellule del cancro cervicale. Il C. freundii presenta un modello di attaccamento aggressivo che è stato riscontrato nelle cellule di capra, una proprietà che può influenzare in una certa misura la sua patogenicità; tuttavia, ciò non garantisce l'infezione.
La formazione di biofilm svolge un ruolo importante nel tasso di infezione di C. freundii, che presenta diverse modalità di infezione, tra cui non solo l'adesione ma anche la formazione di biofilm a temperatura ambiente. Un forte legame al biofilm può anche dar luogo a una riserva di tolleranza dei geni antimicrobici, il che significa che anche se il legame non causa direttamente l'infezione, il processo crea comunque tolleranza. I ceppi di C. freundii non citotossici e multifarmaco-resistenti hanno formato grandi biofilm a 25°C derivanti dall'adesione aggregata alle cellule epiteliali.
Filogenesi ed evoluzione del genoma
Dal punto di vista filogenetico, C. freundii è più diversificato rispetto ai singoli rami di E. coli e Salmonella, il che indica che si tratta di un genere polifiletico. La diversità fenotipica di C. freundii rende difficile la sua identificazione a causa della sua notevole flessibilità in termini di antigenicità, patogenicità e morfologia cellulare. Anche la diversità dei nucleotidi è elevata in C. freundii a causa della profonda separazione tra due lignaggi distinti all'interno di questo gruppo. Sulla base delle informazioni filogenetiche, le divisioni di questi lignaggi sono perfettamente coerenti per quanto riguarda la parentela geografica e quella con la specie ospite.
Sulla base delle informazioni filogenetiche, le divisioni di questi lignaggi sono perfettamente coerenti per quanto riguarda la parentela geografica e quella con la specie ospite.
Caratteristiche metaboliche
La C. freundii è in grado di crescere grazie al glicerolo e di utilizzarlo come unica fonte di carbonio e di energia. L'organismo possiede una microcapsula batterica in grado di elaborare il glicole propilenico. C. freundii ha mostrato una reazione positiva al rosso metile e una reazione voltaica negativa, nonché una reazione positiva alla catalasi e una reazione negativa all'ossidasi. C. freundii non è in grado di idrolizzare amido, lipidi o gelatina.
C. freundii è stato studiato anche per la biodegradazione dell'acido tannico nelle fabbriche di tannino, dimostrando il suo potenziale per la rimozione di intermedi.
Rilevanza per il sistema più ampio
Il C. freundii è comunemente presente nel microbiota del suolo e svolge un ruolo importante nel ciclo dell'azoto nell'ambiente. Anche il C. freundii è un batterio che fissa l'azoto e questo processo è stato dimostrato nei tessuti vivi delle betulle. La C. freundii è presente anche nell'intestino degli esseri umani e di altri animali, proveniente da varie fonti ambientali. Sebbene la maggior parte dei ceppi siano benefici, esiste una significativa variazione fenotipica tra i ceppi, anche quando condividono oltre il 99% di similarità genomica. Nelle persone sane, le interazioni con C. freundii sono generalmente considerate non patogene; tuttavia, una volta nel flusso sanguigno, C. freundii può causare infezioni potenzialmente letali che possono progredire fino alla sepsi.
La C. freundii è diventata un problema critico in quanto la sua presenza è sempre più frequente in contesti sanitari. Questo batterio può causare non solo infezioni alle vie urinarie, alle vie respiratorie e ferite, ma può anche portare ad altre complicazioni nelle persone con un sistema immunitario indebolito. I Citrobacter spp. sono responsabili del 3-6% delle infezioni da Enterobacter nelle strutture sanitarie del Nord America e sono tra i ceppi più frequentemente associati alle infezioni umane. Per la salute umana, il principale impatto di C. freundii è quello di patogeno opportunista. Tuttavia, con il cambiamento dell'ambiente, anche i fenotipi di questi batteri potrebbero subire delle modifiche. Naturalmente, anche i fattori che influenzano la sopravvivenza e l'adattamento del C. freundii meritano ulteriori considerazioni e studi, il che solleva la domanda: quali capacità ha questo batterio per garantire la propria sopravvivenza e riproduzione in un ambiente in continua evoluzione?
