Effetto del rapporto proteine:carboidrati e dell'esposizione al piombo sul sistema immunitario delle larve di mosca soldato nera

Hermetia illucens, also known as black soldier fly (BSF), is a saprophagous insect that can be used for the reduction of organic waste and as a source of biomolecules to produce animal feed and added-value products, such as biofuels and fertilizers. Since BSF larvae can be fed on a wide range of organic by-products, they are potentially exposed to various xenobiotics (like pathogens and heavy metals), which may affect their health status and the final quality of the BSF-derived products. The present study aimed to: 1) identify dietary macronutrients that positively affect the immune response of BSF larvae challenged with bacteria; 2) discover new molecules involved in the immune response of BSF larvae to expand knowledge on this topic; 3) investigate the effects of heavy metals on larval development and immune system, an issue that has been poorly investigated in BSF. The positive effect of protein-rich diets, compared to carbohydrate-rich one, on the cellular and humoral branches of the immune system was demonstrated. Moreover, the pleiotropic molecule RNASET2 was characterized in BSF larvae and its involvement in the immune response was studied. Regarding heavy metals, despite the adverse effects of lead on the growth and survival of the larvae, the immune system showed good performance, likely due to the significant activity of haemocytes in the response elicited by bacteria. The results presented here show the efficiency of the BSF immune system against bacterial infections, even in the presence of contaminant exposure, and the possibility of improving the immune response through the diet. This research represents a starting platform for studies aimed at making the process of BSF-mediated bioconversion more sustainable and safer.

Hermetia illucens, nota anche come mosca soldato nera (BSF), è un insetto saprofago che può essere utilizzato per ridurre i rifiuti organici e come fonte di biomolecole per produrre mangimi animali e prodotti ad alto valore aggiunto, come biocarburanti e fertilizzanti. Poiché le larve di BSF possono essere allevate su un'ampia varietà di sottoprodotti organici, sono potenzialmente esposte a vari xenobiotici (quali patogeni e metalli pesanti), che possono influire sul loro stato di salute e sulla qualità finale dei prodotti derivati da questo insetto. Il presente studio si propone di: 1) identificare quali macronutrienti della dieta influiscono positivamente sulla risposta immunitaria delle larve sottoposte a infezione batterica; 2) identificare nuove molecole coinvolte nella risposta immunitaria delle larve di BSF per ampliare le conoscenze in questo ambito; 3) valutare gli effetti dei metalli pesanti sullo sviluppo larvale e sul sistema immunitario, un argomento finora poco studiato in BSF. I risultati hanno dimostrato l'effetto positivo di diete ricche in proteine, rispetto a quelle ricche in carboidrati, sulla componente cellulare e umorale del sistema immunitario delle larve. Inoltre, è stata caratterizzata la molecola RNASET2 nelle larve di BSF ed è stato studiato il suo coinvolgimento nella risposta immunitaria. Per quanto riguarda i metalli pesanti, nonostante gli effetti negativi del piombo sulla crescita e la sopravvivenza delle larve, il sistema immunitario ha mostrato buone prestazioni, probabilmente grazie al significativo contributo degli emociti nella risposta ai batteri. I risultati qui presentati dimostrano l’efficacia del sistema immunitario delle larve contro le infezioni batteriche, anche in presenza di contaminanti, e la possibilità di migliorarne le prestazioni attraverso la dieta. Questa ricerca rappresenta una piattaforma di partenza per studi volti a rendere il processo di bioconversione mediato dalle larve di BSF più sostenibile e sicuro.