Studio internazionale svela il meccanismo che permette di accumulare elevati livelli di ferro nel corpo delle mosche e apre nuove prospettive per lo sviluppo di mangimi mirati per il settore zootecnico
Larve di mosca soldato nera “biofortificate”: uno studio internazionale svela il meccanismo che permette di accumulare elevati livelli di ferro nel corpo degli insetti e apre nuove prospettive per lo sviluppo di mangimi mirati per il settore zootecnico.
Un team internazionale di ricercatori coordinato dalla Wageningen University (Olanda) e comprendente l’Istituto per il sistema produzione animale in ambiente mediterraneo del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ispaam), la Mississippi State University (USA) e il Center for Research and Advanced Studies (Mexico) ha identificato i meccanismi molecolari che permettono alle larve della mosca soldato nera (Hermetia illucens) di accumulare elevatissime quantità di ferro senza comprometterne crescita e sviluppo. I risultati, pubblicati sulla rivista NPJ Science of Food, rappresentano un importante passo avanti verso la produzione di ingredienti innovativi per l’alimentazione animale e, in prospettiva, anche umana.
La carenza di ferro è una delle principali cause di anemia a livello mondiale e rappresenta ancora oggi un importante problema per la salute pubblica. In alcune fasi del loro sviluppo o a seguito di specifiche patologie, anche alcune specie di interesse zootecnico presentano ridotti livelli di questo elemento, che deve essere quindi somministrato attraverso una dieta specifica o per via intramuscolare. Va poi ricordato come gli animali da produzione abbiano comunque bisogno per la loro nutrizione di fonti proteiche, eventualmente da utilizzare in alternativa alla soia o alla farina di pesce comunemente usate. In questo contesto, le larve di Hermetia illucens stanno attirando un crescente interesse grazie alla loro capacità di accumulare nel loro corpo elevati livelli di ferro, ma al tempo stesso trasformare prodotti di scarto dell’industria agroalimentare in biomasse ricche di proteine e altri micronutrienti. Il loro impiego come integratori per la nutrizione animale potrebbe vedere in futuro quindi importanti sviluppi secondo recenti modelli di economia circolare applicati all’agricoltura.
Attraverso un approccio integrato di analisi istologica, trascrittomica e proteomica, lo studio coordinato per il CNR da Simona Arena ha analizzato la risposta delle larve a una dieta fortemente arricchita in ferro. “Abbiamo dimostrato come le larve di mosca soldato nera adottino una sofisticata strategia di accumulo e immagazzinamento di questo elemento, confinandolo principalmente nell’intestino. In questo organo il ferro viene sequestrato dall’entoferritina, una proteina specializzata che ne permette l’accumulo in una forma non tossica, proteggendo cellule e tessuti da eventuali danni da stress ossidativo associati ai livelli elevati di questo elemento. Tale processo è regolato principalmente a livello post-trascrizionale, attraverso un raffinato sistema di controllo dell’omeostasi del ferro. Parallelamente, le larve attivano numerosi meccanismi di difesa cellulare e rimodulano il proprio metabolismo, riuscendo così a tollerare concentrazioni molto elevate di questo elemento senza alterazioni della loro crescita e sviluppo.” Le analisi hanno inoltre evidenziato come le larve di Hermetia illucens possiedano una capacità di accumulo di ferro assai superiore a quella osservata in altri insetti modello.
Aggiunge Arena: “Oltre a rappresentare un passaggio chiave per la comprensione delle basi molecolari dell’adattamento di alcuni organismi a specifici stress ambientali e/o nutrizionali, questa ricerca consente di aprire scenari futuri per lo sviluppo di ingredienti innovativi, sicuri e sostenibili destinati alla nutrizione animale. Le possibili applicazioni sono assai numerose. Le larve biofortificate potrebbero infatti rappresentare una fonte sostenibile di ferro altamente concentrata e biodisponibile, da impiegare come integratori alimentari per animali con elevato fabbisogno di questo minerale, come ad esempio i suinetti in lattazione, nei quali la carenza di ferro costituisce una delle principali cause di anemia, con gravi effetti sul sistema immunitario e sull’accrescimento dei cuccioli nelle prime settimane della loro vita. Analoghe applicazioni potrebbero riguardare agnelli e vitelli in lattazione confinati in stalla, che possono sviluppare forme subcliniche di anemia ferropriva, con conseguente riduzione dell’aumento giornaliero di peso e maggiore suscettibilità a diarrea e polmonite.”
“Anche il settore avicolo potrebbe beneficiare di questa innovazione. L’impiego di farine ottenute da larve arricchite in ferro potrebbe contribuire a migliorare l’apporto di questo micronutriente nelle diete di polli da carne e galline ovaiole, mantenendo elevate prestazioni produttive e riducendo così la dipendenza per la nutrizione degli animali da materie prime di importazione come la soia o la farina di pesce. Prospettive interessanti riguardano poi l’acquacoltura. Le farine di insetto stanno infatti emergendo come una valida alternativa alla farina di pesce, e la possibilità di disporre di larve biofortificate con ferro potrebbe favorire lo sviluppo di mangimi più ricchi in micronutrienti essenziali, contribuendo a rendere le produzioni ittiche ancora più sostenibili.”
“Va infine ricordato” conclude Arena “come alcuni animali da compagnia presentino patologie associate a carenza di ferro nell’organismo, quali ad esempio alcune enteropatie croniche nel gatto o la leishmaniosi nel cane, e per le quali è necessario curare le cause della malattia ma al tempo stesso ripristinare i valori fisiologici di questo elemento nel corpo dell’animale. Anche in questi casi, le larve biofortificate di Hermetia illucens potrebbero costituire l’ingrediente funzionale per lo sviluppo di nuovi integratori alimentari dedicati allo scopo.
Lo studio dimostra quindi come gli insetti possano diventare vere e proprie biofabbriche di nutrienti; organismi capaci non solo di produrre proteine sostenibili, ma anche di accumulare e veicolare micronutrienti essenziali in forma biodisponibile attraverso meccanismi biologici altamente specializzati. La comprensione di questi processi apre nuove prospettive per lo sviluppo di mangimi funzionali di nuova generazione, contribuendo ad una zootecnia più efficiente, resiliente e sostenibile, ma ponendo anche le basi per future applicazioni nel settore degli alimenti funzionali destinati all’uomo.
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