ABSTRACT
Sezione Biologia Ambientale, Dipartimento di Scienze Biomolecolari, Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo”, Viale Trieste 296, 61121 Pesaro
Circa 70 specie di microalghe dinoflagellate producono biotossine dannose per i pesci e l’uomo, e spesso questo fenomeno è associato ad un’ abbondante proliferazione di tali specie che prende il nome di HAB (Harmful Algal Bloom). Tra le microalghe tossiche il genere Alexandrium include numerose specie che producono saxitossine che sono potenti neurotossine responsabili della sindrome PSP (Paralytic Shellfish Poisoning). Per assicurare la qualità delle acque, la Commissione Europea ha introdotto la Direttiva sulle acque (WFD 2000/60/EC). Per l’adozione della WFD è stata pianificata una rete di monitoraggio europeo avente lo scopo di controllare la qualità delle acque che coinvolge numerose stazioni di monitoraggio costiero per lo stato ecologico e chimico delle acque. Il monitoraggio dello stato ecologico delle acque include tra l’altro il monitoraggio delle microalghe marine tossiche con lo scopo di proteggere la salute umana e prevenire gravi perdite economiche delle attività di acquacoltura. Questo monitoraggio prevede il controllo delle alghe tossiche e loro biotossine. Dal 2012, il test biologico su topo è in fase di eliminazione in Europa, e la sostituzione del monitoraggio di microalghe tossiche con metodi molecolari sarà in realizzabile nei prossimi anni. Il monitoraggio di microalghe tossiche con metodi tradizionali richiede tempi di analisi lunghi, con sensibilità di quantificazione bassa, con assegnazione specie-specifica delle comunità fitoplanctoniche a volte incerte per la presenza di specie criptiche o pseudo-criptiche, o di morfotipi di difficile identificazione. Le varie tecniche molecolari possono essere applicate nei programmi di monitoraggio ufficiali assieme alle metodiche tradizionali o costituire dei metodi alternativi a queste. Le nuove tecniche molecolari presentano molti vantaggi, tra cui il fatto che hanno tempi di processamento più rapidi, sono piu’ specifiche a livello di specie e popolazione, possono richiedere un minor livello di esperienza nelle procedure di routine di laboratorio rispetto all’ esperienza tassonomica di riconoscimento delle specie HAB necessaria per le analisi di microscopia, e infine possono essere applicate nello screening di numerosi campioni ambientali con risultati in tempi reali. Questi metodi includono l’ibridazione in situ con sonde molecolari fluorescenti, le tecniche di PCR e real time PCR quantitativa, saggi a microarrays e tecniche di sandwich ibridization.
Per l’applicazione specifica delle tecniche molecolari con l’uso delle sonde specie-specifiche per le microalghe HAB, è importante identificare correttamente i programmi di monitoraggio che devono essere adattati ad un’area geografica di studio. E’ necessario stabilire logistiche e trend globali alla base dei programmi di monitoraggio e tenere in considerazione le caratteristiche di un’area geografica (parametri idrografici e oceanografici, configurazione costiera, presenza di specie HAB, dinamica di popolazione delle specie HAB) che possono effettivamente offrire le informazioni per definire un programma ottimale di monitoraggio costiero integrato. Recentemente, è stato dimostrato che le analisi basate sul metodo di real-time PCR sono in grado di individuare e quantificare specie microalgali potenzialmente tossiche. Il numero di copie di geni ribosomiali può essere usato per determinare il numero di cellule algali target in campioni ambientali. Inoltre, è stato sviluppato un saggio microarray per la simultanea identificazione di 9 specie di specie o cladi di dinoflagellate tossiche in Mar Mediterraneo per l’applicabilità nel monitoraggio molecolare di microalghe tossiche.
Vantaggi e potenziali limiti dei metodi molecolari applicati al monitoraggio di microaghe tossiche in aree costiere del Mar Mediterraneo saranno discussi.