Resistenza agli antibiotici: caratteristiche generali

Generalità

L’antibiotico-resistenza è la capacità dei microrganismi di sopravvivere alla presenza di un antimicrobico, in concentrazioni di norma sufficienti ad inibirne la crescita o eliminare la maggior parte degli stipiti della stessa specie. Quando ciò è dovuto alla natura del microrganismo si parla di resistenza intrinseca. In altri casi, ceppi batterici che in precedenza erano sensibili ad un dato antibiotico, sviluppano una resistenza acquisita nei suoi confronti. Un dato ceppo batterico può diventare resistente a diversi tipi di antibiotici portando ad una resistenza multipla agli antimicrobici.

Il fenomeno di resistenza agli antibiotici negli ultimi decenni ha subito un rapido aumento, diventando un problema globale che interessa il settore sanitario, veterinario, alimentare e ambientale.

l'assunzione di antibiotici favorisce lo sviluppo di batteri resistenti
Figura 1- L’assunzione di antibiotici favorisce lo sviluppo di batteri resistenti

Incontro tra gli antibiotici e i batteri provenienti da diverse fonti

I microrganismi si possono comunemente trovare in natura: invisibili agli occhi, essi sono presenti in terreni, aria, cibo ed acqua. Se eliminiamo tutti i microrganismi disinfettando o utilizzando antibiotici, si crea un vuoto che viene facilmente colonizzato da quei microrganismi che hanno sviluppato forme di resistenza e che, trovandosi in un ambiente senza antagonisti, possono proliferare in modo massiccio. Il problema legato ad un uso eccessivo (e a volte sbagliato) degli antibiotici ha delle conseguenze perché i batteri patogeni attaccati dagli antibiotici, espulsi attraverso feci e urine, raggiungono l’ambiente, dove neanche le tecnologie più avanzate riescono a eliminarli del tutto.

Secondo il rapporto dell’European center for disease prevention and control (Ecdc) del 2017, il nostro paese è al quinto posto in Europa per consumo di antibiotici. In molti casi, l’assunzione avviene a causa di prescrizioni sbagliate da parte dei medici o di autodiagnosi da parte dei pazienti. E così influenza, raffreddore e mal di gola, spesso causati da virus, sono curati con antibiotici che invece combattono le infezioni provocate da batteri.

elaborazione dati Ecdc 2017
Figura 2- Elaborazione dati Ecdc 2017

Trasferimento di geni di resistenza agli antibiotici

Esistono molti modi tramite i quali i batteri possono acquisire una resistenza ad uno o più antibiotici. Uno dei fattori principali è la pressione selettiva, ossia quell’evento suscitato dall’utilizzo di antibiotici per trattare un’infezione causata da batteri sensibili al farmaco. L’uso del farmaco, infatti, elimina i batteri sensibili responsabili dell’infezione come anche quelli appartenenti alla normale flora batterica residente ma, se presenti, non i batteri patogeni resistenti. Questi ultimi hanno così la possibilità di crescere ed espandersi.

I batteri possono acquisire la resistenza agli antibiotici anche tramite la trasmissione orizzontale (da un batterio verso un altro batterio) del materiale genetico. Un modo con il quale questo può avvenire è tramite la trasmissione dei plasmidi: si tratta di piccoli pezzi di DNA batterico circolare che possono essere facilmente trasferiti tra batteri e che possono portare al loro interno le informazioni necessarie per produrre degli enzimi in grado di conferire la resistenza ad alcuni antibiotici. Inoltre, la mutazione spontanea del materiale genetico batterico, può comportare la comparsa della resistenza trasmissibile alle generazioni future. Nel tempo, i batteri possono quindi acquisire uno o più resistenze, generando i così detti batteri multiresistenti.

trasferimento di geni di resistenza
Figura 3 – Quando c’è una pressione selettiva per batteri resistenti agli antibiotici (ARB) (R), questi invadono i batteri sensibili (S). I batteri sensibili possono diventare resistenti acquisendo un gene di resistenza per trasformazione (a), trasduzione (b) o coniugazione (c)

Fitness cost

Lo sviluppo di resistenza costa al batterio in termini di benessere “fitness cost”: i batteri resistenti crescono più lentamente e la replicazione di ulteriori plasmidi comporta un enorme consumo energetico. Inoltre, le mutazioni ribosomiali che conferiscono resistenza alterano la sintesi di proteine.

L’entità del fitness cost è il principale parametro biologico che influenza la quota di sviluppo, la stabilizzazione e la possibile reversione della resistenza nel tempo: ciò permetterà a batteri suscettibili di competere con i batteri resistenti qualora la pressione selettiva dovuta agli antibiotici si riducesse. Purtroppo, esperimenti dimostrano che i batteri sviluppano rapidamente mutazioni compensatorie che riducono il fitness cost della resistenza piuttosto che perdere la stessa.

Conseguenze dell’antibiotico-resistenza

La diffusione di batteri resistenti negli ospedali o nelle strutture sanitarie è un problema importante per la sicurezza delle persone poiché aumenta i casi di malattia e morte, così come la durata dei ricoveri ospedalieri. In Italia, circa il 30-60% dei batteri che causano infezioni ospedaliere sono resistenti agli antibiotici più comunemente usati (prima scelta). Quindi, la preoccupazione maggiore è che possano svilupparsi batteri resistenti a tutti gli antibiotici disponibili (pan-resistenti).

Se nel futuro gli antibiotici dovessero diventare inefficaci e si dovesse verificare quella che viene definita era post-antibiotica, anche le infezioni comuni curate facilmente per decenni potrebbero tornare ad essere di nuovo una minaccia per la salute. Inoltre, diventerebbe rischioso effettuare operazioni chirurgiche o eseguire trapianti, impianto di protesi o trattamenti di chemioterapia.

L’antibiotico-resistenza in Italia

Il nostro Paese sta attuando il Piano Nazionale di Contrasto dell’Antibiotico-Resistenza (PNCAR) 2017-2020, che affronta il problema con una strategia che prevede azioni di monitoraggio, sorveglianza e contrasto del fenomeno dell’antibiotico-resistenza tanto nel settore umano, quanto nel veterinario, in linea con i piani delle agenzie internazionali.

Nel 2018, le percentuali di resistenza alle principali classi di antibiotici per gli otto patogeni sotto sorveglianza (Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter species) risultarono molto alte rispetto alla media europea.

giornata europea contro l'uso non corretto degli antibiotici
Figura 4 – La giornata europea degli antibiotici che si celebra ogni anno il 18 Novembre è stata istituita per far conoscere alla popolazione il problema dell’antibiotico-resistenza e favorire un uso corretto degli antimicrobici

Purtroppo, il nostro Paese detiene il triste primato, nel contesto europeo, della mortalità per antibiotico-resistenza – dichiara Annalisa Pantosti, Responsabile della Sorveglianza AR-ISS – Infatti, dei 33mila decessi che avvengono in Europa ogni anno per infezioni causate da batteri resistenti agli antibiotici, oltre 10mila succedono in Italia”.

L’emergenza COVID-19 si intreccia con quella dell’antibiotico- resistenza?

L’antibiotico-resistenza è una minaccia alla salute globale e, nonostante tutte le forze siano attualmente concentrate al contenimento della nuova emergenza data da Sars-Cov2, è necessario considerare come  la malattia da nuovo coronavirus comporta un aumento importante di pazienti con un sistema immunitario compromesso che accedono agli ospedali.

Le strutture ospedaliere, infatti, sono terreni fertili per i superbatteri resistenti agli antibiotici. Molti pazienti COVID ricevono una diagnosi di infezione secondaria mentre si trovano in ospedale e vengono, quindi, sottoposti a trattamenti antibiotici. Di conseguenza, si ha un’impennata di cure antibatteriche in una ristretta finestra temporale che è destinata a esercitare una forte pressione selettiva sui microorganismi che svilupperanno caratteristiche di resistenza agli antibiotici.

Prospettive future

Il problema della resistenza agli antibiotici si fa sempre più stringente anche perché negli ultimi anni il processo di isolamento di nuove molecole naturali ad azione antibiotica è rallentato e, di fatto, si cerca di sopperire all’assenza di nuovi farmaci con l’uso di combinazioni di antibiotici già in uso.

Una possibile svolta si può riscontrare nel lavoro pubblicato da un team di ricercatori anglo-giapponese che è riuscito a sintetizzare unsuper antibiotico” capace di agire contro batteri che hanno sviluppato resistenza multipla agli antibiotici. La sostanza in questione è la kedarcidina, isolata per la prima volta da actinomiceti presenti nel suolo in India: la particolarità di questa sostanza è che è in grado di danneggiare il DNA colpendo un target preciso. Questa scoperta potrebbe inaugurare, dunque, una nuova era per la produzione di antibiotici inediti.

Fonti

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