Insights into the molecular bases of the interaction of Bifidobacterium bifidum PRL2010 with the human host and with other human gut commensals.

Members of the Bifidobacterium genus are of common inhabitants of the gastro-intestinal tract (GIT) of mammals. Bifidobacteria are high G+C Gram-positive obligate anaerobes belonging to the Actinobacteria phylum. Of the 47 bifidobacterial so far identified taxa, 11 have been isolated from human GIT. Bifidobacteria are among the first colonizers of the sterile GITs of newborns and they predominate in breast-fed infants until weaning. After this phase Bacteroides and other groups become dominant. In fact, bifidobacteria are not numerically dominant in the complex adult intestinal microflora, but they are considered as key commensals because they promote a healthy status in the host. For this reason bifidobacteria are often used as healthy components in functional foods. Recently numerous molecular approaches have emerged for the identification and characterization of bifidobacterial strains. In this context, genomic-based efforts, i.e., probiogenomics, have helped us to understand the mechanism mediating the host-microbiota interaction and in which way the bifidobacteria adapt themselves to the gastro-intestinal tract of the host. In this thesis were investigated the molecular bases sustaining the interaction of bifidobacteria with the host as well as with the other commensals members of the human GIT through in vitro and in vivo tests.

I bifidobatteri sono tra i microrganismi maggiormente presenti nel tratto gastro-intestinale (GIT) dei mammiferi. Sono batteri anaerobi obbligati appartenenti al phylum degli Actinobacteria, Gram-positivi ad alto contenuto di G+C nel genoma. Sono state identificate 47 taxa di bifidobatteri, 11 delle quali isolate dal GIT umano. Sono i primi colonizzatori del tratto gastro-intestinale dei neonati e predominano in quelli allattati al seno, invece dopo lo svezzamento sono in quantità minore rispetto a Bacteroides ed altri gruppi microbici. Infatti, i bifidobatteri anche se non sono numericamente dominanti nella complessa microflora intestinale degli adulti, sono considerati dei commensali importanti nel promuovere lo stato di salute dell’ospite e per questa ragione sono spesso usati come componenti salutari negli alimenti funzionali. Recentemente sono emersi numerosi approcci molecolari per l’identificazione e la caratterizzazione di ceppi di bifidobatteri. Studi basati sulla genomica (probiogenomica) hanno permesso di comprendere i meccanismi che mediano l’interazione tra microrganismo e ospite e in che modo i bifidobatteri si adattano alla nicchia ecologica umana. In questa tesi sono stati studiati i meccanismi molecolari responsabili dell’interazione dei bifidobatteri con l’ospite e con gli altri commensali del GIT umano, utilizzando sia test in vitro che in vivo.