Il rischio di spillover nell’antibiotico-resistenza

Nell’ultimo secolo, l’uso e la produzione di antibiotici sono stati elementi fondamentali per la medicina moderna e proprio grazie a questa innovazione in campo sanitario è stato possibile curare e salvare migliaia di persone. Oggi, però, l’altro lato della medaglia sta iniziando a mostrare i suoi effetti. È la FAO a lanciare l’allarme nel documento COVID-19 Response and Recovery Programme: la prossima pandemia potrebbe essere causata da batteri resistenti agli antibiotici.

Come le zoonosi, anche l’antibiotico-resistenza è un meccanismo di adattamento: i virus e i batteri mutano – con velocità differenti – e alcune mutazioni possono rendere un patogeno più adatto all’ambiente che lo circonda. Oggi però l’uso scorretto di antibiotici e lo stile di vita fortemente interconnesso possono aggravare il rischio di infezioni batteriche non curabili con antibiotici. Alcuni batteri sono già osservati speciali, perché hanno sviluppato una marcata resistenza ai farmaci antibiotici, ma l’intero fenomeno è tenuto sotto stretta osservazione perché le ricadute potrebbero essere gravi – dal punto di vista sanitario ed economico – su scala globale e hanno già cominciato a manifestarsi.

Antibiotico resistenza: un rischio sanitario globale

L’esperienza di Covid-19 ci ha ricordato che tra le forme di vita più semplici e antiche sulla Terra vi sono gli agenti patogeni e che questi costituiscono ancora un grave rischio, nonostante i progressi medici e scientifici. Diversi studi hanno evidenziato che la ricerca non deve confrontarsi solo con le malattie causate da virus e batteri, ma anche con i meccanismi che questi microrganismi adottano per difendersi dai nostri attacchi.

Un grave rischio proviene da quei batteri che hanno sviluppato la capacità di resistere alle cure antibiotiche e che minacciano l’efficacia della prevenzione e del trattamento di un gamma crescente di infezioni. Le stime dell’OMS ritraggono un fenomeno serio: l’antibiotico-resistenza è già causa di morte e a livello globale si stimano 700 mila vittime di infezioni resistenti agli antibiotici ogni anno. La preoccupazione riguarda l’uso eccessivo di questi farmaci in campo sanitario umano e animale: è stato studiato che questi possono diventare un elemento di pressione selettiva che opera nel contesto dei batteri, lasciando vivere quelli più resistenti.

I batteri sensibili all’antibiotico vengono eliminati, ma quelli che rimangono possono sviluppare, grazie a mutazioni causali favorevoli, capacità di resistenza all’azione dell’antibiotico e tramandare questo adattamento alle altre generazioni. Ma non solo.

Il ruolo dello “spillover” nell’antibiotico-resistenza

I patogeni possono beneficiare non solo dell’ereditarietà verticale da “genitore” a “figlio”, ma anche di una forma di scambio di elementi genetici tra individui che condividono uno stesso spazio fisico. Questo meccanismo, chiamato trasferimento genico orizzontale, permette ai batteri che occupano uno stesso ambiente di acquisire materiale genetico estraneo e inserirlo nel loro DNA, aumentando la possibilità di trasferire la resistenza ad altri batteri, anche di specie diverse. Entrambi i meccanismi non sono immediati, ma gli studi suggeriscono che la crescita della resistenza antibiotica sia associata ad un uso scorretto dei farmaci e a condizioni che favoriscono gli scambi di batteri.

Un recente studio pubblicato su PNAS ha evidenziato come l’antibiotico-resistenza possa essere alimentata dagli spostamenti frequenti di persone nelle diverse aree del mondo, considerando gli effetti dello “spillover”. I ricercatori, in questo caso, intendono lo spillover come un meccanismo in cui l’utilizzo di antibiotici in una popolazione influenza il livello di antibiotico-resistenza di un’altra popolazione. Questo avviene attraverso il contatto tra individui provenienti da gruppi diversi che portano con loro batteri diversi, avendo come conseguenza la trasmissione di batteri antibiotico-resistenti da persona a persona.

Come sottolineano gli studiosi, uno dei problemi maggiori è la difficile quantificazione del rapporto tra l’uso di antibiotici e la misura del tasso di resistenza dei batteri: la tesi proposta da Olesen, Lipsitch e Grad è che il meccanismo dello spillover tra individui possa avere un ruolo sostanziale nell’aumento dei livelli di resistenza a livello globale.

Nello studio sono state prese in considerazione due popolazioni, quella europea e quella statunitense, con frequenti contatti e scambi, analizzando i livelli di resistenza e di uso di antibiotici. I modelli matematici utilizzati dagli studiosi hanno permesso di quantificare l’impatto dello spillover: emerge che il contatto tra popolazioni diverse può abbassare la differenza tra i livelli di resistenza dei batteri, senza che vi siano variazioni nell’uso di antibiotici. Simulando una condizione con due popolazioni isolate, con livelli di antibiotico-resistenza molto diversi tra loro, si stima che un’interazione dell’1% tra persone possa abbassare del 50% la diretta relazione tra uso di antibiotici e resistenza. Questo meccanismo di trasmissione della capacità di resistere all’antibiotico tra individui non è sottovalutabile e gli autori indicano l’impatto dello spillover su scala globale.

La ricerca dei meccanismi di trasferimento dell’antibiotico resistenza e dell’origine di questo fenomeno è oggetto di studi approfonditi. A riprova di questo, uno studio dell’università svedese di Gothenburg, pubblicato su Nature Communications Biology, si è occupato di creare un esame attento degli studi effettuati sui geni antibiotico resistenti (ARG), ovvero geni mobili che sono responsabili del trasferimento genico orizzontale, per comprendere la storia evolutiva dell’antibiotico-resistenza. Lo studio sottolinea che la quasi totalità dei gruppi batterici individuati come possibili gruppi di origine dei ARG è associabile a infezioni umane o animali, sottolineando nuovamente il problema delle conseguenze delle pressioni selettive antibiotiche a livello sanitario.

La prevenzione su scala globale e l’approccio One Health

La prevenzione a livello sanitario è fondamentale per evitare un epilogo drammatico, proprio per questo da anni si monitorano a livello globale i livelli di uso di antibiotici e i batteri che dimostrano già capacità di resistenza (come Escherichia coli e Staphylococcus aureus). Un passo avanti di grande rilevanza in materia di prevenzione dell’antibiotico-resistenza è stato fatto con l’approccio One Health, ovvero l’integrazione della promozione della salute degli esseri umani, degli animali e dell’ambiente, visti come ecosistemi interconnessi tra loro.

Lo si è visto con Covid-19 e la comunità scientifica internazionale lo ripete a gran voce: è fondamentale salvaguardare la salute delle altre specie e dell’ambiente circostante per proteggere anche la nostra. L’antibiotico-resistenza rientra tra le aree dell’approccio One Health, con particolare attenzione ai contesti sensibili come gli allevamenti e il settore agricolo, nei quali l’uso di antibiotici è monitorato per prevenire lo sviluppo di batteri resistenti, la diffusione di questo adattamento ad altre specie e la dispersione nell’ambiente di tali batteri. Un problema così complesso e che interessa più settori a livello globale non è di semplice gestione, ma la prevenzione è fondamentale per non trovarsi a fronteggiare infezioni incurabili.

Leggi anche: SPINCAR, il sistema italiano per battere l’antibiotico-resistenza

Articolo pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia. 

Fotografia: Photo by Diana Polekhina on Unsplash