Il Lago Maggiore : un serbatoio di resistenze antibiotiche

La resistenza agli antibiotici è una preoccupazione importante per la salute umana su scala globale. L’utilizzo massiccio di antibiotici negli ultimi 70 anni ha promosso la selezione e la persistenza di ceppi portanti geni di resistenza agli antibiotici (ARG) all’interno di comunità batteriche naturali con effetti finora non chiari sulle interazioni tra e all’interno di specie batteriche.

Di conseguenza, si rendono necessari studi sulla diffusione di ARG all’interno di comunità batteriche ambientali con l’obiettivo di comprendere il vero impatto delle attività umane sulla diffusione delle resistenze. La conoscenza dell’ambiente in cui viviamo e di come i geni di antibiotico-resistenza persistano e vengano selezionati nelle comunità batteriche ivi presenti, insieme allo sviluppo di nuovi antibiotici e a un diverso e corretto utilizzo degli antibiotici esistenti, sembra essere l’unica via per assicurare un futuro all’efficacia del farmaco antibiotico così come lo conosciamo.

Lo studio

Sebbene di origine diversa, la persistenza degli ARG negli ambienti acquatici è fortemente influenzata dalle attività antropiche, consentendo potenziali azioni di controllo in ambienti ben studiati. Il lavoro di ricerca, pubblicato sulla rivista Molecular Ecology dal Gruppo di Ecologia Microbica (MEG) dell’Istituto per lo Studio degli Ecosistemi del CNR di Verbania, identifica e descrive per la prima volta la fotografia dell’insieme dei geni di resistenza (resistoma) di un grande lago temperato (Lago Maggiore, Figura 1) caratterizzato da un notevole impatto antropico, con lo scopo principale di far luce sul destino degli ARG all’interno della comunità batterica ivi presente.

Area di studio

Il Lago Maggiore è tra i più grandi laghi subalpini (superficie: 212 km2, profondità massima 372 m). Si tratta di una riserva di acqua dolce utilizzata per agricoltura, pesca, come fonte di acqua potabile e che rappresenta una notevole attrazione per i turisti. Dopo un breve periodo di eutrofizzazione negli anni ’80, il Lago Maggiore sembra ora tornato alle sue condizioni oligotrofe incontaminate. Il suo ampio bacino idrografico (6599 km2) include alte montagne e vaste aree boschive, così come campi agricoli e aree urbane antropizzate. I campioni di acqua sono stati prelevati mensilmente da gennaio 2013 a giugno 2014 presso due siti di campionamento: Ghiffa (45 ° 560 N, 8 ° 380 E) e Pallanza (45 ° 550 N, 8 ° 320 E). Il primo è considerato un sito pelagico e il secondo un sito semilitorale.

Fig.1 Uno scorcio del lago Maggiore

Utilizzando la real-time PCR è stata studiata la presenza e l’abbondanza di dodici ARG contro tetracicline, β-lattamici, aminoglicosidi, chinoloni e sulfonamidi (Tetraciclina (tet (A), tet (B), tet (M)), β -lattamici (blaTEM, blaCTXM, blaSHV), aminoglicosidi (str (A), str (B)), chinoloni (qnr (A), qnr (S)) e sulfonamidi (sulII, sulIII)) nei diversi siti di campionamento, a profondità e stagioni differenti, e nella zona dello spartiacque. Successivamente è stata valutata la correlazione tra ogni ARG e un numero di parametri ecologici nella colonna d’acqua nella parte più profonda del lago.

I risultati

La classificazione e la quantificazione dei geni di resistenza ai diversi antibiotici, posti in relazione con le variabili ecologiche e microbiologiche per un periodo di quasi due anni, hanno permesso di porre l’attenzione su come l’ambiente naturale sia suscettibile alla contaminazione da antibiotici e possa diventare un serbatoio naturale di geni di resistenza, anche ad antibiotici di ultima generazione.

I dati suggeriscono la presenza costitutiva di almeno quattro ARG all’interno della comunità batterica con un’alta percentuale di batteri potenzialmente resistenti a tetracicline e sulfonamidi, antibiotici ampiamente utilizzati in passato, ma anche la presenza di geni di resistenza ad antibiotici beta-lattamici ed aminoglicosidici, non correlabili a variabili ecologiche o ambientali. La presenza di questi ARG era indipendente dalla densità batterica totale e dalla temperatura. La dinamica dei geni tet (A) e sul II è risultata, tuttavia, correlata positivamente con l’ossigeno disciolto e negativamente alla clorofilla a, suggerendo che i microbi resistenti occupino nicchie specifiche.

Queste osservazioni mostrano come il lago sia un serbatoio di resistenze antibiotiche, evidenziando la necessità di una più profonda comprensione delle fonti di ARG e dei fattori che consentono la loro persistenza nelle acque. L’ambiente naturale può, quindi, concorrere nella 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.

 

Angela Chimienti

 

 

Fonti (contenuti e immagini):

  • Di Cesare A., Eckert E., Teruggi A., Fontaneto D., Bertoni R., Callieri C., and Corno G., Constitutive presence of antibiotic resistance genes within the bacterial community of a large subalpine lake, Molecular Ecology, July 2015
  • https://www.cnr.it/it/news/6132/l-ambiente-naturale-riserva-a-lungo-termine-di-resistenze-agli-antibiotici
  • https://www.ascona-locarno.com/it/Autunno.html (immagine in evidenza)

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