La resistenza antibiotica: una questione antica

La resistenza agli antibiotici è antica e diffusa nei batteri ambientali. Si tratta quindi di serbatoi di elementi di resistenza che riflettono l’evoluzione della storia della natura.

La storia

lechuguilla_chandelier_ballroomComprendere l’evoluzione e le origini dei geni della resistenza agli antibiotici è di vitale importanza sia per la previsione che la prevenzione e la gestione di questo problema di salute globale. Gli studi negli ultimi dieci anni hanno rivelato che la resistenza agli antibiotici è comune nei batteri ambientali odierni e antichi, e che i geni associati sono simili, se non addirittura identici a quelli in circolazione attraverso le patologie.

L’isolamento e l’analisi di campioni di 5,000-30,000 anni di permafrost rivela un’abbondanza di elementi di resistenza in grado di proteggere contro la penicillina, tetracicline, aminoglicosidi e glicopeptidi antibiotici.

La resistenza è un fenomeno naturale che permette ai batteri di sopravvivere, ma ciò che desta preoccupazione è l’aumento delle resistenze mobili che hanno portato all’accumulo eccessivo e veloce di forme batteriche patogene e non, resistenti ai farmaci da noi prodotti. Inoltre, la diversità della resistenza nei singoli ceppi e la combinazione di geni multipli su una singola piattaforma genetica stanno raggiungendo alti livelli: alcuni batteri ospitano decine di resistenze acquisite che spesso conferiscono protezione ridondante.

Gli studi

paenibacillus_vortex_colonyIn uno studio precedente, è stato scoperto che la resistenza ai farmaci è comune nei batteri isolati da Lechuguilla Cave, un ecosistema sotterraneo che è stato isolato dalla superficie, in cui l’energia che alimenta i microorganismi è in gran parte acquisita attraverso mezzi chemolitotrofi. In questo nuovo studio invece, il batterio identificato è il Paenibacillus sp. LC231 analizzato con tecniche di ultima generazione quali sequenziamento dell’intero genoma, la genomica funzionale e saggi biochimici per rivelare il resistoma. Questo batterio si è visto essere portatore della resistenza agli antibiotici clinicamente più utilizzati, ivi compresi alcuni, come la daptomicina, considerati “di ultima istanza”, cioè che vengono usati solo quando tutte le altre terapie hanno fallito.

Da queste analisi sono stati identificati 18 elementi cromosomici della resistenza, di cui cinque assai rilevanti; inoltre la scoperta più incredibile riguarda i meccanismi coinvolti in questo processo, che si son visti non essere mai stati identificati prima d’ora. Questo fa capire come i geni della resistenza siano antichi e siano stati tramandati, ma non solo, c’è addirittura la probabilità di tramandare nuovi meccanismi e resistenze mai viste prima, senza imputarle alle classiche cause conosciute.

I risultati

Per studiarlo nel dettaglio, è stato generato un antibiogramma quantitativo per Paenibacillus sp. LC231 per ben 40 diversi antibiotici che colpiscono diversi processi cellulari ed è stato confrontato con la suscettibilità di un ceppo di superficie Paenibacillus Lautus ATCC 43898, dell’agente patogeno Staphylococcus aureus RN4220 e il batterio ambientale Kocuria rhizophila (precedentemente identificato come Micrococcus luteus). Nello specifico sono stati riscontrate resistenze a ben 26 antibiotici con una maggiore forza rispetto a tutti gli altri batteri esaminati: infatti il Paenibacillus sp. LC231 , oltre alla resistenza a 14 classi di antibiotici, inattiva altre 7 classi distinte.

Il fatto che questi batteri non siano entrati in contatto con animali superiori per milioni di anni, e tanto meno con gli esseri umani e gli antibiotici, indica che i batteri sono stati sottoposti a una forte pressione evolutiva per la conservazione dei geni della resistenza.

La scoperta di questi nuovi meccanismi è di particolare importanza perché può contribuire allo sviluppo di farmaci per combattere nuovi tipi di resistenza prima che diventino di interesse clinico, quindi battere sul tempo i nostri nemici.

 

Raluca Stoica

Fonte: Nature

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