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Allevamento di insetti: prospettive future e criticitÃ
Il ruolo che gli insetti possono avere nella produzione di biodiesel e bioplastiche, o addirittura nel convertire diverse tipologie di biomasse anche di bassa qualità quali rifiuti urbani e scarti del settore agroalimentare, oppure in proteine di alta qualità fa sì che l’interesse nei loro confronti sia in crescente aumento con conseguente diffusione di numerosi allevamenti industriali.
La dimensione del mercato degli insetti commestibili ha superato i 112 milioni di dollari a livello globale nel 2019 [1]. Nello stesso anno, nella sola Unione Europea sono state prodotte 6.000 tonnellate di proteine di insetto.
Secondo le stime dell’IPIFF (International Platform of Insects for Food and Feed), entro il 2030 saranno prodotte circa 3 milioni di tonnellate di proteine di insetto [2] con un valore di mercato che dovrebbe raggiungere circa i 2 miliardi di euro [1].
Indipendentemente dalla destinazione finale del prodotto, tutti gli allevamenti massali di insetti devono affrontare alcune criticità .
Infatti, il benessere degli insetti, così come la produttività e il tasso di riproduzione dipendono da numerosi fattori.
L’alto livello di consanguineità può determinare una riduzione della fitness, ossia la capacità riproduttiva e di sopravvivenza degli individui, dovuta a livelli di variazione genetica sempre più bassi e alla fissazione di geni omozigoti deleteri.
Gli insetti allevati su larga scala, inoltre, a causa dell’elevata densità di popolazione, alte temperature, carenza di nutrienti, scarsa igiene, spazi ridotti e alti tassi di trasmissione di agenti patogeni sono maggiormente soggetti ad attacchi virali, batterici e fungini (Fig. 1) [3,4].
Nell’allevamento, gli insetti possono venire in contatto con una moltitudine di entomopatogeni portati dagli operatori stessi o dal substrato utilizzato, per cui è essenziale prevenirli e monitorare la comparsa di eventuali sintomi [5].
In molti casi però la diagnosi può essere troppo tardiva [5].
Considerando il possibile utilizzo degli insetti nell’ambito della mangimistica o addirittura nell’alimentazione umana, l’uso degli antibiotici è da scongiurare, anche alla luce del dilagante problema dell’antibiotico-resistenza.
Per questo motivo è necessario definire nuove strategie per salvaguardare la salubrità degli allevamenti, anche attraverso la modulazione del sistema immunitario degli insetti, al fine di renderli più tolleranti a possibili infezioni.
Il sistema immunitario degli insetti
Il sistema immunitario degli insetti è caratterizzato da un insieme di meccanismi molto complessi che permettono agli insetti di difendersi dagli organismi nocivi che potrebbero penetrare all’interno del corpo.
Inoltre, ha anche il ruolo di limitare i costi energetici delle risposte attuate nei confronti di organismi che possono essere ben tollerati e di incoraggiare la sopravvivenza di microrganismi utili, come il microbiota.
A differenza dell’uomo, gli insetti non possiedono un sistema immunitario adattativo, ma la difesa nei confronti dei patogeni avviene grazie a variazioni comportamentali dell’insetto, alla cuticola e principalmente all’immunità innata.
Quando l’organismo estraneo supera la prima linea di difesa, rappresentata dalla cuticola dell’insetto, si ha l’attivazione del sistema immunitario innato attraverso eventi cellulari e umorali [6,7].
Gli eventi cellulari vengono attivati immediatamente dopo un’infezione mentre quelli umorali sono innescati alcune ore dopo.
Si tratta di risposte messe in atto da particolari cellule chiamate immunociti, che possono avere diversa forma, dimensione, funzione e che possono essere liberi di circolare nell’emolinfa o aderire a vari tessuti.
Questi eventi cellulari si traducono in fenomeni di fagocitosi quando l’immunocita ingloba l’elemento estraneo; fenomeni di incapsulamento, attuati nei confronti di patogeni di maggiori dimensioni (ad esempio i nematodi), quando più immunociti formano una capsula intorno all’elemento estraneo isolandolo dal corpo dell’insetto; fenomeni di nodulazione quando più immunociti isolano e raggruppano per esempio più cellule batteriche (Fig. 2) [8].
Gli eventi umorali consistono nella produzione e rilascio nell’emolinfa di sostanze solubili.
Tra queste, le più importanti sono i peptidi antimicrobici: piccole proteine con attività antifungina, antivirale e/o antibatterica [9] che uccidono il microorganismo interagendo direttamente con la membrana cellulare del patogeno [10].
Tuttavia, l’attivazione del sistema immunitario non sempre garantisce un efficace contenimento del patogeno.
Come abbiamo visto infatti, diversi fattori, tra cui la dieta, possono influenzare negativamente le risposte immunitarie.
In situazioni di allevamento massale, la composizione della dieta non è sempre ottimale ed eventuali squilibri determinano, oltre che a una scarsa crescita, anche risposte immunitarie ridotte [11].
Ad esempio, carenze nutrizionali determinano anche alterazioni nell’espressione di geni che codificano per peptidi antimicrobici.
Recenti studi hanno evidenziato come variazioni della dieta sono in grado di modulare positivamente le risposte immunitarie dell’insetto [12,13,14,15].
Modulazione del sistema immunitario di insetti
Nella formulazione della dieta si devono calibrare nutrienti che, direttamente o indirettamente, possono migliorare il sistema immunitario degli insetti.
È ormai ben noto come il rapporto proteine/carboidrati sia in grado di influenzare le risposte immunitarie [16].
Ad esempio, l’utilizzo di diete con un rapporto proteine/carboidrati a favore delle proteine stesse, determina una maggiore produzione di peptidi antimicrobici, un numero maggiore di immunociti e fenomeni di incapsulamento più frequenti [11,12].
La possibilità di stimolare il sistema immunitario attraverso la dieta ha aperto nuovi scenari anche sul recupero di scarti legati all’agricoltura in un’ottica di economia circolare.
È stato dimostrato come diete con elevate cariche microbiche e addizionate di cellulose e lignine solforate, di trebbie di birra, di proteine o di olii vegetali, siano in grado di determinare un incremento, in termini qualitativi e quantitativi, nella produzione di peptidi antimicrobici in larve di mosca soldato nera, Hermetia illucens (L.) [17].
In particolare, l’aggiunta di olio di girasole ha determinato un incremento nella risposta immunitaria in larve di H. illucens probabilmente grazie all’effetto immunomodulatore dei fitosteroli [17].
L’utilizzo di particolari scarti dell’agricoltura ancora ricchi di importanti nutrienti, quali ad esempio trebbie di birra, ha determinato un incremento di peptidi antimicrobici anche in larve di Tenebrio molitor L., conosciuto come tarma della farina [18].
Conclusioni
La stimolazione del sistema immunitario degli insetti attraverso la dieta potrebbe rappresentare un’importante risorsa nell’allevamento massale di insetti.
Incentivare il sistema immunitario potrebbe contribuire sia a preservare condizioni di allevamento sane, ma anche ad aumentare la “tolleranza” degli insetti agli entomopatogeni.
Speriamo che tu abbia trovato la lettura di questo articolo sulla modulazione delle risposte immuntarie di insetti da allevamento interessante. Per altri contenuti simili, consulta la sezione Blog del nostro sito web. E se vuoi restare sempre al passo con le ultime novità in fatto di Agrifood, iscriviti alla nostra Newsletter!
[1] IPIFF’s Policy Priorities towards, 2025. The Insect Sector Milestones towards Sustainable Food Supply Chains. Available online: https://ipiff.org/wp-content/uploads/2020/05/IPIFF-RegulatoryBrochure-update07-2020-1.pdf.
[2] The European Insect Sector Today: Challenges, Opportunities and Regulatory Landscape. IPIFF vision paper on the future of the insect sector towards 2030. Available online: https://www.sustainabilityconsult.com/downloads-blanks/our-work/150-ipiff-vision-paper-on-the-future-of-the-insect-sector-towards-2030/file.
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Valentina Candian
Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari presso l’Università degli Studi di Torino, è un’entomologa e il suo progetto di ricerca ha l’obiettivo di valutare le diverse risposte immunitarie di insetti allevati principalmente come food e feed.