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SVILUPPO DI APPROCCI RAPIDI BASATI SUL DNA BARCODING PER L’IDENTIFICAZIONE DI SPECIE VEGETALI: SICUREZZA NEGLI ALIMENTI E NELLA MEDICINA TRADIZIONALE.

Le tecnologie di identificazione molecolare basate sul DNA sono utilizzate da anni nel campo delle erbe medicinali e in quello alimentare. La loro applicazione si è evoluta attraverso lo sviluppo di  diverse tecniche analitiche .

Tra queste il DNA barcoding le cui potenzialità nell’identificare, autenticare e validare la qualità e la sicurezza dei prodotti alimentari e dei farmaci a base di erbe sono ben riconosciute. Tuttavia, questa tecnologia risulta complessa, poiché si basa sull’amplificazione del DNA (PCR, Polymerase Chain Reaction) e sul sequenziamento dello stesso, processi che richiedono tempistiche lunghe, attrezzatura sofisticata (termociclatore, sequenziatore) e procedure complesse. Questi  aspetti limitano l’uso degli attuali approcci molecolari del DNA a laboratori specializzati come quello di FEM2-Ambiente.

Sequenziatore

Nell’ultimo decennio, le tecniche di amplificazione isotermica si sono evolute rapidamente, come quelle mediate da loop (LAMP) o basate sulla ricombinasi polimerasi (RPA). Queste tecniche di amplificazione isotermica non richiedono un termociclatore e producono risultati facilmente interpretabili, diventando così accessibili e applicabili da personale non specializzato, anche in assenza di laboratori attrezzati. 

Queste tecniche sono state applicate nella diagnosi di infezioni batteriche, virali o parassitarie e nel controllo della sicurezza alimentare e cosmetica. Più recentemente la loro applicazione ha avuto l’obiettivo di autenticare specie vegetali in campo alimentare e nella medicina tradizionale. 

Il caso del Ficus Hirta

Come nello studio condotto dal gruppo del Dr. Tian nel 2017 presso la Southern Medical University di Guangzhou (1). Tian e colleghi hanno sviluppato un metodo rapido e applicabile su campo per l’identificazione dello Wuzhimaotao, la radice secca del Ficus hirta.

Nella medicina tradizionale cinese (TCM), si ritiene che il Wuzhimaotao produca effetti come il rafforzamento della milza, la tonificazione dei polmoni, facilitazione della diuresi e il rilassamento dei tendini e viene utilizzato per il trattamento di edema, debolezza, tosse, tubercolosi, sudorazione notturna e artralgia reumatica della milza e per promuovere la produzione di latte postpartum.

Inoltre, Wuzhimaotao è un ingrediente ampiamente utilizzato nella cucina tradizionale dei territori che circondano le  montagne Nanjing in Cina.

 L’adulterante più comune del Ficus hirta è la radice di Gelsemium elegans (Duanchangcao),  pianta che contiene gelsemina, un composto potenzialmente tossico.

Wuzhimaotao e Duanchangcao crescono nelle stesse aree geografiche e le loro radici sono morfologicamente molto simili. Questi aspetti ne rendono difficile la differenziazione, facilitando un uso improprio del Gelsemium elegans la cui ingestione può avere effetti negativi, anche mortali. 

L’approccio rapido e semplice utilizzato dal Dr. Tiam e colleghi ha permesso di garantire la sicurezza alimentare differenziando il Wuzhimaotao e il suo adulterante Duanchangcao, mediante una rapida amplificazione (entro 15 minuti) del DNA, con una temperatura costante e senza l’uso di termociclatori. Lo stesso approccio è stato usato da altri studi per l’autenticazione di prodotti di zafferano (2) o di Ginkgo biloba (3).

La tecnica RPA basata su codice a barre del DNA (BAR-RPA), abbinata ad una rapida e semplice estrazione di DNA dal campione in analisi, è un efficiente metodo di rilevazione da utilizzare in tutti i diversi scenari in cui sono impiegati prodotti di origine vegetale.

  1. Tian, Enwei, et al. “A DNA barcode-based RPA assay (BAR-RPA) for rapid identification of the dry root of Ficus hirta (Wuzhimaotao).” Molecules 22.12 (2017): 2261.
  2. Zhao, Mingming, et al. “A novel onsite and visual molecular technique to authenticate saffron (Crocus sativus) and its adulterants based on recombinase polymerase amplification.” Food control 100 (2019): 117-121.
  3. Liu, Yang, et al. “Rapid authentication of Ginkgo biloba herbal products using the recombinase polymerase amplification assay.” Scientific reports 8.1 (2018): 1-8.

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