L’ambiente come enorme riserva di geni per la resistenza agli antibiotici

L’emersione e la diffusione della resistenza agli antibiotici rappresenta oggi una minaccia reale per la salute pubblica. “L’era post-antibiotici – nella quale infezioni comuni e lievi ferite possono diventare mortali – ormai lontana dall’essere considerata una fantasia apocalittica, è diventata invece una reale possibilità del XXI secolo” – ha affermato Keiji Fukuda, Vicedirettore per la Sicurezza Sanitaria del World Health Organization (WHO), nel 1° Rapporto Globale sulla resistenza antimicrobica (AMR), pubblicato il 30 aprile 2014 dalla Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). L’eccessivo impiego degli antibiotici ha infatti invertito il naturale equilibrio tra batteri suscettibili e resistenti con un evidente incremento della prevalenza della resistenza, e di conseguenza una riduzione delle capacità di controllo delle malattie infettive.

Recenti studi di sequenziamento genico hanno evidenziato che i genomi delle comunità batteriche di origine ambientale costituiscono una ampia riserva di geni di resistenza agli antibiotici, nota come “resistoma”. Il Professore Gerard Wrigth, del Dipartimento di Biochimica e Scienze Biomediche presso la McMaster University, in un articolo pubblicato nel 2010 su Expert Opinion on Drug Discovery, definisce l’antibiotico-resistoma come l’insieme di tutti i geni di resistenza agli antibiotici presenti nei patogeni di origine clinica, nei patogeni opportunisti di origine ambientale, per esempio Pseudomonas aeruginosa, e nei batteri ambientali inclusi i produttori degli antibiotici.

resistoma-ambientale

Ogni tipo di ambiente costituisce un’enorme riserva di geni per la resistenza agli antibiotici, che possono diffondersi per trasferimento genico orizzontale (horizontal gene transfer, HGT) all’interno delle comunità microbiche. Uno studio pubblicato su Current Biology nel 2014 da microbiologi e genetisti dell’Università di Lione (J. Nesme et al. 2014), che hanno analizzato ben 71 differenti dataset metagenomici ottenuti dal DNA estratto da diversi campioni ambientali – dal suolo alle feci umane, dal permafrost all’intestino dei topi, fino alle acque oceaniche – ha infatti mostrato che in tutti gli ambienti analizzati erano presenti determinanti genetici di resistenza agli antibiotici (ARGDs). Gli autori hanno confrontato le banche dati delle sequenze genomiche batteriche ottenute con il sequenziamento shotgun con quelle presenti nell’Antibiotic Resistance Database (ARDB; http://ardb.cbcb.umd.edu), che contiene circa 3000 differenti sequenze amminoacidiche che conferiscono resistenza agli antibiotici. La maggiore varietà di geni della resistenza è stata osservata nei campioni di suolo, mentre i tipi più comuni di resistenza riguardano le cosiddette pompe di efflusso (che riconoscono ed estrudono l’antibiotico dalla cellula batterica) e i geni che conferiscono resistenza alla vancomicina, tetracicline o antibiotici β-lattamici utilizzati in veterinaria e nella medicina umana.

L’ambiente può quindi concorrere alla riduzione di efficacia della terapia antibiotica, assicurando una riserva a lungo termine di geni specifici di resistenza potenzialmente acquisibili da batteri patogeni per trasferimento genico orizzontale. La conoscenza dell’ambiente in cui viviamo e di come i geni dell’antibiotico-resistenza persistano e vengano selezionati nelle comunità batteriche ivi presenti è quindi, insieme allo sviluppo di antibiotici innovativi, l’unica via per contrastare la resistenza agli antibiotici, un fenomeno che minaccia l’efficacia del potenziale terapeutico contro i batteri patogeni.

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