La carne di pollame è un alimento molto popolare, molto versatile che viene consumato in grandi quantità rispetto ad altre carni. La sua produzione, tuttavia, richiede una ottimale gestione dell’allevamento per ridurre le patologie e minimizzare i costi. In passato l’impiego di antibiotici, come promotori della crescita, rappresentava lo strumento più efficace per raggiungere gli obiettivi di una elevata redditività delle produzioni avicole. A partire dal 2006 l’impiego degli antibiotici quali promotori di crescita è stato vietato anche in considerazione della crescente incidenza della resistenza agli antibiotici, considerata una delle maggiori minacce per la salute pubblica a livello globale. Ciò ha portato a ricercare possibili sostituti, i quali modulando il microbiota intestinale in modo benefico e “naturale” permettano di migliorare la salute degli animali garantendo ottimali livelli produttivi.

Tra i diversi composti indagati un elevato interesse ha riguardato l’impiego di probiotici (De Cesare et al., 2017; Qiu et al., 2022) come pure l’utilizzo di composti bioattivi naturali di origine vegetale, in particolare gli acidi fenolici, i flavonoidi e i terpenoidi (EO), per le loro proprietà multifunzionali e il potenziale nutraceutico (Segneanu et al., 2017; Djenane, 2015). Tali composti naturali possiedono proprietà antitumorali e forniscono vari effetti benefici per la salute tra cui attività antinfiammatorie, antiossidanti e antimicrobiche (Degirmenci & Erkurt 2020). Sono anche usati per proteggere gli alimenti da agenti patogeni e batteri che alterano il cibo (Burt, 2004), dall’irrancidimento, dallo scolorimento o dal deterioramento dovuto all’autoossidazione (Hashemi et al. 2016).

In commercio sono attualmente disponibili estratti vegetali da Citrus aurantium, noto come arancia amara, un albero che appartiene all’ordine dei Geraniales e alla famiglia delle Rutaceae. I principali costituenti biologici attivi presenti nel Citrus aurantium sono i flavonoidi, in particolare l’esperidina, la naringina e gli alcaloidi, principalmente sinefrina, con effetti medici benefici sulla salute umana (Pellati et al., 2002). L’estratto di Citrus aurantium è stato usato nella medicina tradizionale cinese per trattare la nausea, la stitichezza, il cancro, gli effetti cardiovascolari e come sedativi (Suntar et al., 2018).

Nel settore animale l’estratto etanolico di fogli di Citrus aurantium è stato efficacemente impiegato nel controllo della coccidiosi (Ishaq et al., 2022). L’azione benefica si è ipotizzato possa essere legata ad una modulazione della microflora intestinale che porterebbe ad una riduzione dell’eliminazione di oocisti. Tuttavia ad oggi studi sulla modulazione della microflora intestinale nel broiler a seguito dell’impiego di estratti di Citrus aurantium non sono disponibili nonostante il significativo progresso delle tecniche analitiche basate sul sequenziamento che consentono di ottenere un profilo completo includente anche specie microbiche non coltivabili con i tradizionali sistemi analitici.

Obiettivo del presente lavoro è stato quello di comparare l’effetto dell’integrazione nell’acqua da bere di un estratto vegetale, ottenuto da Citrus aurantium e somministrato in differenti fasi dell’allevamento, sul microbiota e sulle funzioni metaboliche del cieco del broiler utilizzando la tecnica dell’analisi metagenomica.

L’industria avicola è affetta da una varietà di agenti patogeni come Salmonella spp.[1], Eimeria spp.[2], Clostridium spp.[3] e molti altri, che sono associati a elevate perdite economiche dovute all’aumento dei tassi di morbilità/mortalità e costi elevati per le strategie di controllo [4]. L’enterite necrotica (NE), provoca perdite economiche stimate fino a 6 miliardi di dollari all’anno [5] ed è una delle malattie ad alto impatto economico più comuni negli allevamenti. L’agente eziologico della NE è il Clostridium perfringens (CP), un batterio Gram-positivo, anaerobico, sporigeno, a forma di

bastoncello [3,6]. I tipi di CP A, C e G sono di particolare interesse per l’industria avicola perché sono stati associati a malattie nel pollame. Dei sette tipi di CP noti, sia A che G sono i principali agenti causativi di NE [7].

In passato, le malattie intestinali del pollo sono state studiate su modelli cellulari alternativi come fibroblasti, epatociti o cellule di altro tipo [8,9]. Pochi studi riportano gli effetti di agenti patogeni o infiammazioni direttamente sulle cellule epiteliali intestinali di pollo (cIEC) in vitro [10–13], ma nessuno ha riportato un’indagine dettagliata sui diversi parametri cellulari coinvolti nell’integrità e nell’infiammazione della barriera intestinale. Inoltre, l’uso improprio di antibiotici nelle produzioni animali aggrava il problema dell’antibiotico-resistenza, contribuendo alla perdita di efficacia dei trattamenti antibiotici contro NE e accresce la necessità di trovare soluzioni alternative. In precedenza, Giovagnoni et al. (2019) [14], hanno studiato se gli acidi organici (OA) e i composti naturali identici che si trovano comunemente negli additivi per mangimi potessero essere usati come molecole alternative o adiuvanti insieme agli antibiotici convenzionali contro il CP [14]. Partendo da questo studio, è stata creata una miscela per combinare il potere antimicrobico degli OA con le proprietà antimicrobiche e antinfiammatorie di sostanze aromatizzanti per contrastare gli effetti dell’enterite necrotica nel pollo.

Questo studio mirava a sviluppare e ottimizzare un modello di challenge in vitro per studiare gli effetti del CP sulle cIEC e per aiutare a caratterizzare gli effetti benefici e protettivi di alte e basse dosi di una miscela di sostanze aromatizzanti e OA che potrebbero essere usate come alternativa o adiuvante alla bacitracina, in futuro.

L’enterite necrotica (EN) è ritenuta una delle principali minacce per l’industria avicola globale, con ingenti perdite economiche. Si tratta di una patologia intestinale causata dalla proliferazione di ceppi tossigenici del batterio Grampositivo, anaerobio, sporigeno Clostridium perfringens e che vede nella coccidiosi e in particolare nel danno alla mucosa intestinale causato da Eimeria spp. il principale fattore predisponente (Paiva & McElroy, 2014; Quiroz-Castaneda & Dantan-Gonzalez, 2015; Timbermont et al., 2011). L’EN nella sua forma clinica acuta causa severe lesioni intestinali e alti tassi di mortalità, mentre nella sua forma sub-clinica riduce le performance di crescita degli animali (Van Immerseel et al., 2004). Le restrizioni di tipo legislativo e la crescente diffusione di sistemi di produzione senza l’uso di antibiotici hanno portato da un lato ad un aumento dell’incidenza dell’EN e dall’altro ad un accresciuto l’interesse verso la ricerca di strategie alternative per controllare il problema (Van Immerseel et al., 2016).

Gli acidi organici sono ampiamente utilizzati come antimicrobici alternativi agli antibiotici convenzionali, mentre i composti vegetali e i prodotti derivati da piante, collettivamente definiti fitogenici, trovano sempre più ampio utilizzo nella nutrizione animale date le loro molteplici proprietà biologiche, quali antibatteriche, anticoccidiche, anti-infiammatorie e anti-ossidanti (Giovagnoni et al., 2019; Rossi et al., 2020; Felici et al., 2020).

L’obiettivo di questo studio è stato riprodurre nei polli da carne un modello di enterite necrotica causata da coccidi di Eimeria e Clostridium perfringens e valutare l’effetto di due miscele microincapsulate di sostanze aromatizzanti e acidi organici a confronto con trattamenti farmacologici convenzionali.

La coccidiosi è una delle più comuni ed economicamente più importanti patologie del settore avicolo, causata da protozoi appartenenti al genere Eimeria. Tale patologia intestinale è caratterizzata da una forte riduzione delle performance di crescita degli animali con un impatto economico stimato fino a 13 miliardi di dollari di perdite ogni anno (Blake et al. 2020). Inoltre, il danno alla mucosa intestinale causato da Eimeria spp è considerato il principale fattore predisponente dell’enterite necrotica causata da C. perfringens, largamente ritenuta una delle principali minacce per l’industria avicola globale (Quiroz-Castaneda & Dantan-Gonzalez, 2015; Timbermont et al., 2011). Una corretta gestione dell’allevamento è fondamentale per il controllo della patologia, ma data la sua frequenza e la sua diffusione sono necessari una prevenzione ed un controllo di tipo farmacologico. Tali trattamenti prevedono l’utilizzo, sotto regolamentazione, di farmaci anticoccidici, solitamente alternati a programmi di vaccinazione nei periodi estivi (Quiroz-Castaneda & Dantan-Gonzalez, 2015; Györke et al., 2013). A causa di sempre più frequenti fenomeni di resistenza ai trattamenti tradizionali, si è resa necessaria la ricerca di nuove molecole efficaci per il controllo di questi patogeni. In questo contesto, grande interesse è stato dato alle molecole vegetali che hanno mostrato attività anticoccidiche in vitro, interferendo in vari modi con il ciclo vitale di Eimeria (Felici et al., 2020)

L’obiettivo di questo studio è valutare l’attività anticoccidica di una miscela microincapsulata di molecole vegetali in vivo in polli da carne infettati artificialmente con coccidi di Eimeria.

Il Metapneumovirus aviare (aMPV) è un patogeno comune nell’ambito dell’allevamento di pollo e tacchino e causa perdite economiche, legate al calo della produzione e al suo controllo (Rautenschlein, 2019). È conosciuto come agente di malattia respiratoria nel tacchino, ma può causare anche forme a carico dell’apparato riproduttivo, con calo dell’ovodeposizione e della qualità delle uova in ovaiole e riproduttori, forme complicate da infezioni batteriche secondarie, che possono esitare in manifestazioni conosciute come “Sindrome della testa gonfia” nel pollo (Cecchinato et al., 2016) ed è in grado di causare malattia anche nelle anatre (Brown et al., 2019).

In quanto virus con un genoma a singolo filamento di RNA, è caratterizzato da una notevole variabilità genetica (Cook, 2000), che ha portato all’iniziale distinzione di quattro sottotipi (A-D) (Juhasz & Easton, 1994; Seal, 1998; Bayon-Auboyer et al., 2000), sulla base di caratteristiche antigeniche e genetiche. Di questi, il sottotipo D non è più stato identificato, mentre i più diffusi a livello di allevamento sono i sottotipi A e B (Franzo et al., 2020; Mescolini et al., 2021) e il sottotipo C è ampiamente diffuso negli Stati Uniti, sia nella popolazione domestica allevata (Goyal et al., 2003) sia in quella selvatica (Turpin et al., 2008).

Recentemente due nuovi sottotipi sono stati identificati nel parrocchetto (Retallack et al., 2019) e nel gabbiano (Canuti et al., 2019), ma mancano ancora informazioni sulla loro patogenicità e diffusione. La presenza di questo virus nella popolazione selvatica ne ha suggerito un ruolo di reservoir e di diffusione (Jardine et al., 2018), stimolando la necessità di un monitoraggio, ancor più essenziale dopo la comparsa di nuovi sottotipi emergenti. Questo studio si è avvalso del campionamento effettuato nell’ambito della sorveglianza per l’Influenza aviare sui volatili selvatici, condotta dall’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle V enezie (IZSV e), per effettuare un’indagine biomolecolare per la ricerca dei sottotipi noti di aMPV.

Dermanyssus gallinae (De Geer, 1778), l’acaro rosso del pollame, rappresenta una notevole fonte di preoccupazione nel settore avicolo intensivo, a causa dell’impatto negativo che esercita sulla produttività e sul benessere degli animali [1]. Agli effetti diretti conseguenti alle infestazioni da D. gallinae, è oramai stato accertato che si aggiungono anche quelli indiretti, legati al ruolo che questo acaro può rivestire nella trasmissione di alcune malattie infettive del pollame [2]. Fra queste, una delle più rilevanti è rappresentata dalla Tifosi aviare, sostenuta da Salmonella enterica subsp. enterica (S.) ser. Gallinarum. Nel corso degli anni diversi studi hanno evidenziato la relazione fra D. gallinae e S. Gallinarum, suggerendo che l’acaro possa fungere da reservoir del germe, favorendone la circolazione anche per più cicli produttivi consecutivi [3,4]. Recentemente la trasmissione di S. Gallinarum da parte di D. gallinae è stata dimostrata mediante prove in isolatori, che hanno evidenziato che gli acari, messi a contatto con animali infettati per via sperimentale, sono in grado di acquisire il patogeno ed in seguito di trasmetterlo ad animali sani [5]. Tale dimostrazione offre numerosi spunti di indagine riguardo i possibili meccanismi insiti nel ruolo vettoriale di D. gallinae nei confronti di S. Gallinarum, utili per poter comprendere al meglio la relazione fra acaro e patogeno e le possibili implicazioni in campo. Purtroppo fino ad ora non erano disponibili modelli sperimentali sufficientemente efficienti da utilizzare a supporto di questo tipo di ricerche. Il sistema di alimentazione artificiale degli acari in vitro descritto recentemente da Nunn et al. (2020) [6] può risultare utile per superare queste difficoltà, consentendo la messa a punto di protocolli standardizzati di ricerca e che garantiscono l’acquisizione di informazioni valide, in quanto riducono al minimo l’influenza di variabili incontrollate. Applicando questo metodo, è stato condotto uno studio che, tramite prove di feeding in vitro, ha valutato la trasmissione di S. Gallinarum da parte di D. gallinae per via verticale. In questo lavoro si riportano i primi risultati ottenuti.

L’antibiotico-resistenza (AMR) è un fenomeno naturale che compromette il trattamento empirico delle infezioni e si traduce in una mancanza dell’efficacia degli antibiotici e in un aumento delle spese mediche [1]. La comparsa di batteri resistenti è un problema globale che sta mettendo in pericolo l’efficacia degli antibiotici che hanno trasformato la medicina e salvato milioni di vite. La crisi legata alla AMR è stata attribuita al cattivo uso e all’abuso di questi farmaci, nonché alla mancanza di sviluppo di nuovi farmaci da parte dell’industria farmaceutica a causa di incentivi economici ridotti e requisiti normativi farraginosi [2]. Sono stati condotti diversi studi sugli animali da reddito che mostrano una stretta correlazione tra l’uso sistemico di antibiotici e l’insorgenza di ceppi batterici resistenti [3]. Al contrario, sebbene gli uccelli selvatici siano storicamente considerati un eccellente reservoir animale, in letteratura sono disponibili scarse informazioni sulla AMR negli uccelli da compagnia [4]. Questo topic, infatti, è stato ampiamente studiato negli uccelli selvatici, in particolare nei rapaci, negli uccelli acquatici e nei passeriformi, evidenziandone il ruolo come serbatoio di ceppi batterici multiresistenti e sottolineandone il rischio per la salute umana e animale [5]. Alla luce di tali considerazioni, il presente studio è stato intrapreso con lo scopo di valutare la resistenza antimicrobica di Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa isolati da uccelli da compagnia al fine di comprendere meglio il ruolo epidemiologico di queste specie nella diffusione di batteri multiresistenti tra animali, uomo e ambiente.

La Malattia di Newcastle (ND), o Pseudopeste aviare che è sostenuta dall’Avian Paramyxovirus-1 (APMV-1), è tra le malattie a maggior impatto per l’economia dell’industria avicola. Il suo agente eziologico, che si caratterizza per l’elevata capacità di diffusione tra i volatili, manifesta uno spettro d’ospite ampio, che comprende moltissime specie di uccelli selvatici, sia stanziali che migratori [1]. Questi volatili rappresentano una fonte importante di diffusione del virus nei diversi continenti, e di endemizzazione in aree più ristrette, da cui la malattia periodicamente riparte [2,3]. L’impiego oramai consolidato dei vaccini e l’adozione di misure di biosicurezza rigorose [4] hanno contribuito, nei paesi ad elevata vocazione avicola, a ridurre l’impatto esercitato dal virus negli allevamenti [5]. Esso, invece, ha continuato a propagarsi liberamente in ambiente selvatico [6]. Tra l’avifauna selvatica, oltre a ceppi dotati di potenzialità patogena [7] ne circolano molti di origine vaccinale [8], quali LaSota e Hitchner B1 [9], ma anche V4 e PHY-LMV42, isolati in particolare da columbiformi e anseriformi [10]. L’impatto reale di questa circolazione virale in ambiente selvatico non è ancora ben conosciuto. Tuttavia, nonostante i ceppi vaccinali siano stabili e poco inclini a fenomeni di mutazione e reversione, è noto che la comparsa di nuovi virus patogeni passa proprio attraverso mutazioni puntiformi in posizioni strategiche della proteina F, a partire da virus a bassa patogenicità [11], come accaduto in Australia negli anni 1998-2000 [12].

Oltre alla trasmissione orizzontale diretta, anche la via alimentare può rappresentare una fonte di trasmissione del virus, soprattutto per i rapaci di medie e grandi dimensioni, da falconeria e selvatici, che si alimentano abitualmente di specie serbatoio, tra i quali vi sono, ad esempio, anche colombi e tortore [13,14]. Ovviamente, nelle strutture dove vi è grande concentrazione e promiscuità di fauna selvatica, il rischio epidemiologico aumenta enormemente. I centri di recupero possono offrire facili occasioni di scambio di virus tra individui di specie diverse, i quali spesso, in condizioni immunitarie e di salute precarie, sono costretti a lunghe degenze in ambienti ristretti e spesso condivisi. In questi contesti il controllo della diffusione delle malattie infettive diviene, pertanto, un obiettivo centrale al fine di scongiurare impatti diretti e indiretti sugli animali, sia durante la fase di ricovero che successivamente, dopo il loro rilascio in natura. Al fine di verificare l’eventuale circolazione del virus della Malattia di Newcastle è stato effettuato uno screening sierologico negli animali ricoverati presso il Centro Regionale di Recupero della Fauna Selvatica della Puglia. L’indagine è stata poi approfondita, al fine di verificare l’origine potenziale del contatto tra volatili e virus che potrebbe aver determinato la sieroconversione.

In ambito aviare la vaccinazione con vaccini vivi attenuati somministrati in acqua di abbeverata è una pratica molto comune, e nel corso degli anni sono stati sviluppati numerosi vaccini che possono essere impiegati attraverso questa via di somministrazione. Uno dei punti chiave per una buona vaccinazione è la modalità di preparazione della soluzione vaccinale. A questo riguardo la qualità dell’acqua è un elemento essenziale per garantire una corretta vaccinazione, vanno valutati il pH e la presenza di sostanze in grado di inattivare i vaccini, prima fra tutte il cloro, sempre presente nell’acqua di acquedotto ad una concentrazione variabile. Il vaccino vivo attenuato per la Bronchite Infettiva (IB) in particolare risulta essere molto sensibile al cloro (1). Parallelamente alla diffusione dell’uso di acqua di acquedotto, dal punto di vista sanitario più sicura di quella di pozzo, sono stati messi a punto prodotti in grado di migliorare la qualità dell’acqua: portando il pH alla neutralità, inattivando il cloro e chelando alcuni metalli pesanti. Tali prodotti vanno sciolti nell’acqua e lasciati agire una decina di minuti prima di aggiungere il vaccino, ed hanno lo scopo di preservarne la vitalità. Nei vecchi sistemi zootecnici che prevedevano la preparazione dell’acqua medicata in grosse vasche collocate all’inizio dell’impianto idrico di ogni capannone era facile sanificare l’acqua utilizzata per la vaccinazione. Oggi sempre più allevamenti hanno sostituito questo tipo di sistema con pompe dosatrici in grado di aspirare quantità stabilite di acqua medicata estremamente concentrata (soluzione madre), miscelandola all’acqua di acquedotto sino a raggiungere la concentrazione finale richiesta. Questo sistema rende notevolmente più semplice la preparazione di acqua medicata, ma nel caso della somministrazione del vaccino impedisce la sanificazione dell’acqua prima dell’aggiunta del vaccino. Con l’impiego della pompa dosatrice si rende necessario l’aggiunta di prodotti in grado di migliorare la qualità dell’acqua alla soluzione madre del vaccino. Il vaccino viene quindi esposto contemporaneamente ad una concentrazione estremamente elevata di queste sostanze e al cloro. Lo scopo del presente lavoro è simulare in vitro su organocolture di anelli tracheali di embrione di pollo, l’effetto della diluizione in acqua clorata di un preparato del commercio in grado di inattivare il cloro (VAC-Safe®) sulla vitalità di un vaccino vivo attenuato per la bronchite infettiva aviare.

L’utilizzo di molecole di origine vegetale è molto comune nel trattamento e nella prevenzione di patologie aviarie. Queste molecole sono da tempo studiate per le loro proprietà antimicrobiche e negli ultimi anni sono sempre più discusse, in letteratura,  anche le loro potenzialità immuno-modulatorie [1–3]. Tante problematiche nell’allevamento di specie aviarie derivano da patologie sub-cliniche spesso correlate a stati infiammatori difficilmente diagnosticabili [4–6]. La modulazione del sistema immunitario potrebbe pertanto risultare un approccio chiave nel prevenire l’insorgenza di queste patologie o nel ridurne gli effetti. Tra le cellule coinvolte nella risposta immunitaria ritroviamo le cellule dendritiche (DC), le quali sono uno dei tre tipi di cellule fagocitiche mononucleate ed hanno un importante ruolo sia nell’immunità che nella tolleranza immunologica. Esse si dividono in sottopopolazioni distinte, le DC immature (imDC) e le DC mature (mDC). Le imDC si trovano nei tessuti periferici dove lavorano come sentinelle e facilitano la tolleranza immunitaria [7]. Dopo l’incontro con l’antigene, le imDC subiscono un processo di attivazione diventando così mDC. Le mDC sono necessarie, in modo critico, per l’innesco dei linfociti T naïve. Dopo l’attivazione, le cellule T naïve iniziano a proliferare e differenziarsi in cellule effettrici, necessarie per la promozione della risposta immunitaria adattativa contro i patogeni [8]. Di contro l’induzione di un fenotipo tollerogenico nelle DC, tramite la modulazione della maturazione, permette di ridurre o sopprimere l’innesco della risposta immunitaria, prevenendo stati infiammatori clinici o sub-clinici. Quando una imDC diventa mDC attivata subisce diversi cambiamenti fenotipici e funzionali. Uno dei principali cambiamenti porta all’aumento o alla diminuzione dei marcatori di maturazione, tra cui CD40, CD80, CD83 e CD86. Inoltre, le mDC si caratterizzano per la produzione di citochine e capacità di attivare le cellule T CD4+. La riduzione o la mancata espressione del CD86 dopo l’esposizione ad un agente infiammatorio è correlata invece ad un fenotipo tollerogenico delle DC [9] quindi immunotollerante. La modulazione delle DC, da parte di molecole vegetali è stata già documentata in alcuni studi su cellule di uomo [10,11] e topo [12]. In generale, tali composti vegetali e i loro costituenti possono migliorare la differenziazione delle mDC dai precursori [1] o modulare le funzioni delle mDC stesse per indurre o sopprimere la risposta immunitaria, generando un fenotipo attivato o tollerogenico [13]. Tenendo presente l’importante ruolo e le funzioni delle DC nel sistema immunitario, l’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’impatto di timolo e estratto di semi d’uva (ESU) sulla differenziazione e maturazione di DC aviarie derivate dal midollo osseo, inducendole ad un fenotipo tollerogenico. Tali molecole sono state messe a confronto con gli effetti del desametasone, un noto antinfiammatorio steroideo, e della colistina, un antibiotico della classe delle polimixine, efficace contro i coliformi (es. Salmonella spp. e Escherichia coli). La colistina, a differenza di altri composti, che agiscono sulla sintesi proteica batterica, come la bacitracina, ha un’azione diretta contro la struttura dell’LPS, rendendola quindi un candidato interessante, per valutare una eventuale inibizione, da parte di un antibiotico, della maturazione delle cellule dendritiche stimolata dal solo LPS e non dalla presenza di un patogeno. Per raggiungere questo scopo, è stato ottimizzato un protocollo per la generazione di DC dai precursori del midollo osseo di pollo. In secondo luogo, tali DC sono state utilizzate come strumento di screening di molecole ad azione antinfiammatoria.