Staphylococcus aureus e MRSA nelle bovine da latte

Lo Staphylococcus aureus (S.aureus) è un batterio Gram-positivo noto per la sua capacità di causare infezioni nell’uomo e negli animali. Nelle bovine da latte, S.aureus è responsabile delle mastiti, una vera e propria piaga che affligge gli allevamenti, causando anche ingenti perdite economiche. Inoltre, può provocare infiammazione e danni alle mammelle riducendo la produzione di latte e influenzando la qualità del prodotto. A causa dell’uso sconsiderato degli antibiotici è riuscito a sviluppare una resistenza, pertanto è stato identificato come methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Di conseguenza, gli MRSA nelle bovine da latte rappresentano una minaccia sia per la salute animale che per la salute pubblica. Ciò è particolarmente preoccupante poiché le terapie antibiotiche potrebbero non garantire più l’efficacia desiderata. Misure preventive e strategie di controllo mirate, diagnosi precoce e il trattamento delle mastiti da MRSA, sono fondamentali per preservare la salute degli animali.

S.aureus
Figura 1 – Staphylococcus aureus
[Fonte: www.medimagazine.it]

Epidemiologia: distribuzione geografica di S.aureus e antibiotico resistenza in Italia

In italia la prevalenza di S.aureus è di circa l’80%, e a seconda della regione esistono delle variazioni significative. Sembra invece, che ci sia una maggiore prevalenza di MRSA in alcune regioni del Nord Italia rispetto al Centro e al Sud. Ad esempio Lombardia, Emilia-Romagna e Veneto sono state identificate come regioni con un’alta incidenza di MRSA, mentre Campania, Puglia e Sicilia hanno riportato una minore incidenza. In generale, in Italia Il clone ST228, che appartiene al complesso clonale CC22, è stato segnalato come uno dei più prevalenti, soprattutto negli ospedali e nelle strutture sanitarie. Altri cloni di rilievo includono lo ST8-IV, associato alla comunità. ST398, è stato originariamente associato al bestiame (Livestock-Associated MRSA, LA-MRSA), specialmente tra i suini, ma con segnalazioni anche tra gli esseri umani (i cloni sono varianti genetiche specifiche del batterio, identificate attraverso l’analisi della loro sequenza genetica).

Trasmissione negli allevamenti

Il contatto diretto con animali infetti o portatori asintomatici è una delle principali modalità di trasmissione. Il personale veterinario e gli operatori sono ad alto rischio di esposizione, la presenza di ferite sulla pelle degli animali o degli operatori favorisce l’entrata del batterio nel corpo, ma può anche essere veicolato dall’aerosol. Si è anche osservata non solo la trasmissione uomo-uomo negli allevamenti, dove i soggetti esposti a S.aureus e MRSA possono veicolare il batterio nelle comunità, ma anche la zoonosi inversa: questo significa che il batterio può essere trasmesso dagli esseri umani agli animali. E’ quindi opportuno prestare attenzione a diversi fattori, per esempio allevamenti intensivi e sovraffollati possono favorire la diffusione del batterio tra gli animali, l’uso inappropriato di antibiotici negli animali da allevamento può anche contribuire alla selezione di ceppi di MRSA.

Genetica della meticillino resistenza e ai β-lattamici

La meticillino resistenza, che rende il batterio insensibile alla maggior parte degli antibiotici beta-lattamici, è sempre più preoccupante. I geni responsabili della resistenza sono codificati su un elemento genetico mobile chiamato staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec). Qui si trova il gene della resistenza alla meticillina (mecA) e i suoi omologhi. La meticillina, un tempo utilizzata per trattare le infezioni da S.aureus, è stata progressivamente sostituita dall’oxacillina e da altri antibiotici β-lattamici ma, nonostante ciò l’acronimo MRSA continua ad essere utilizzato per indicare la resistenza derivante dall’acquisizione del gene mecA. Ad oggi viene considerato un marker molecolare anche per la resistenza all’oxacillina e a tutti i β-lattamici.

Resistenza agli antibiotici
Figura 2 – Resistenza agli antibiotici [Fonte: www.edagricole.it]


Mastiti: MRSA nelle bovine da latte

Le mastiti sono un grave problema nella produzione lattiera, causano significative perdite economiche compromettendo la salute e il benessere delle bovine. S.aureus è uno dei principali agenti patogeni responsabili delle mastiti negli animali da allevamento. Nelle bovine da latte colonizza la mammella producendo una serie di fattori di virulenza che facilitano l’adesione e l’invasione delle cellule della ghiandola mammaria. Tra questi fattori di virulenza troviamo le adesine e altre proteine di ancoraggio che consentono al batterio di legarsi saldamente alle cellule mammarie e formare biofilm, ovvero aggregati di batteri protetti da una matrice extracellulare che li rende resistenti persino all’azione dei macrofagi (eludono il sistema immunitario), oltre che all’azione degli antimicrobici, rendendo perciò la mastite più difficile da trattare.

Gli effetti più comuni nelle bovine da latte provocati da S.aureus e MRSA

  • Infiammazione delle mammelle: è un’infiammazione acuta della ghiandola mammaria, noto come mastite clinica. Questo provoca arrossamento, gonfiore, calore e dolore nella zona infetta. L’infiammazione può compromettere la funzione della mammella e influire sulla produzione di latte;
  • deterioramento del tessuto mammario: l’infezione può danneggiare il tessuto mammario delle bovine. Le tossine prodotte dal batterio possono causare necrosi dei tessuti, formazione di ascessi e lesioni;
  • riduzione della produzione di latte: le vacche tendono a produrre meno latte rispetto a quelle sane. L’infezione provoca una riduzione della secrezione di latte a causa della compromissione delle cellule secretorie nella mammella;
  • aumento della conta delle cellule somatiche (SCC): aumentano la somatic cell count nel latte. Le SC sono le cellule del sistema immunitario presenti nel latte, che aumentano in risposta all’infezione;
  • diffusione sistemica dell’infezione: in alcuni casi, S.aureus può diffondersi dal tessuto mammario alle strutture circostanti e ai sistemi vascolari. Ciò può portare a infezioni sistemiche più gravi, come la setticemia, che possono compromettere la salute generale dell’animale e richiedere cure veterinarie urgenti.

Gli effetti di S.aureus possono però variare a seconda della gravità dell’infezione, della risposta immunitaria dell’animale e di altri fattori di suscettibilità. La diagnosi precoce e il trattamento tempestivo delle mastiti sono fondamentali per minimizzare gli effetti negativi e preservare la salute delle bovine e la qualità del latte prodotto.

S.aureus, dettagli  (50.000X)
Figura 3 – Staphylococcus aureus, dettagli (50.000X)
[Fonte: www.news-medical.net]

Nuove strategie per limitare le mastiti nelle bovine da latte causate da MRSA

Oltre agli antibiotici tradizionali, si stanno studiando diverse terapie sostitutive:

  • Nanoparticelle: possono essere utilizzate per fornire agenti antimicrobici direttamente alle cellule infette delle mammelle, offrendo un’azione mirata e riducendo la necessità di dosaggi elevati di antibiotici;
  • probiotici: l’uso di batteri benefici, può favorire il microbiota mammario, prevenendo la colonizzazione da parte dei patogeni;
  • batteriocine: sono peptidi antibatterici prodotti da batteri benefici che possono essere utilizzati per combattere i patogeni responsabili della mastite. Alcune sono già impiegate nell’industria alimentare per la loro efficacia antimicrobica;
  • terapia a base di ozono: può essere utilizzato come agente antimicrobico. L’infusione intramammaria di ozono può aiutare a controllare l’infezione e favorire la guarigione;

Prevenzione

La prevenzione è sempre un ottimo punto di partenza, gli operatori devono assolutamente puntare a mettere in atto tutta una serie di buone pratiche di gestione del bestiame come per esempio una corretta igiene delle mammelle prima e dopo la mungitura, la prevenzione delle lesioni alle mammelle, l’uso di protocolli di pulizia e disinfezione efficaci per l’ambiente di allevamento e la somministrazione di una corretta alimentazione e nutrizione agli animali per mantenere un sistema immunitario sano, e infine (ma non per importanza) stare attenti alla propria igiene personale e utilizzare dispositivi di protezione individuale adeguati (DPI).
È poi importante testare ed isolare gli animali infetti, identificando gli animali affetti da S. aureus attraverso test specifici (biologia molecolare) e isolare gli animali positivi per prevenire la diffusione dell’infezione ad altri animali.

Igiene delle mammelle pre-mungitura
Figura 4 – Igiene delle mammelle pre-mungitura
[Fonte: it-it.ecolab.com]

Conclusioni

S.aureus rimane un patogeno di grande rilevanza per la salute pubblica a livello globale. La sua virulenza è attribuita a una combinazione di fattori che ne permettono la colonizzazione e l’infezione degli ospiti. La diffusione della resistenza alla meticillina e altri beta-lattamici (MRSA) solleva preoccupazioni riguardo alla trasmissione tra animali (in zootecnia specialmente nelle bovine da latte) e uomini. Attualmente non esiste ancora un vaccino funzionale, è quindi fondamentale adottare misure preventive e di controllo a livello sanitario e agricolo per limitare la diffusione di questo importante patogeno e la sua resistenza agli antibiotici.

Fonti

  • Alfonso Zecconi, Federico Scali, Staphylococcus aureus virulence factors in evasion from innate immune defenses in human and animal diseases, Immunology Letters, Volume 150, Issues 1–2, 2013, Pages 12-22, ISSN 0165-2478, https://doi.org/10.1016/j.imlet.2013.01.004.
  • Sora, V.M.; Panseri, S.; Nobile, M.; Di Cesare, F.; Meroni, G.; Chiesa, L.M.; Zecconi, A. Milk Quality and Safety in a One Health Perspective: Results of a Prevalence Study on Dairy Herds in Lombardy (Italy). Life 2022, 12, 786.
  • Fluit, A.C. Livestock-associated Staphylococcus aureus. Clin Microbiol Infec 2012, 18, 735- 744, doi:DOI 10.1111/j.1469-0691.2012.03846.x
  • Lakhundi S, Zhang K. Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus: Molecular Characterization, Evolution, and
  • Epidemiology. Clin Microbiol Rev. 2018Sep 12;31(4):e00020-18. doi: 10.1128/CMR.00020-18. PMID: 30209034; PMCID:PMC6148192
  • Bastidas B, Méndez MV, Vásquez Y, Requena D. Typification of the staphylococcal chromosome cassette of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the state of Aragua, Venezuela. Tipificación delle cassette cromosómico estafilocócico de Staphylococcusaureus resistentes al meticilino en el estado de Aragua, Venezuela. Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2020;37(2):239-245. doi:10.17843/rpmesp.2020.372.4652
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Federica Fiori

Dr.ssa in Allevamento e Salute animale (L-38, Scienze zootecniche e tecnologiche delle produzioni animali ) presso l'Università degli studi di Udine e Scienze Biotecnologiche Veterinarie (LM-9, Biotecnologie mediche, Veterinarie e farmaceutiche ) presso l'Università degli Studi di Milano