Quanti di voi non hanno preso l’antibiotico almeno una volta nella vita per curare bronchiti o sinusiti causate da infezioni batteriche? Sono certa che tutti voi l’abbiate fatto, e vi sarà risultato evidente di come ormai non possiamo più vivere senza questa medicina magica. Ora immaginate di vivere in un mondo in cui l’antibiotico non ha più efficacia e, quindi, banali infezioni non possono più essere curate. Questo può di certo sembrare uno scenario di un film apocalittico, ma purtroppo potrebbe essere una realtà con cui avremo sempre di più a che fare nei prossimi anni. Infatti, al giorno d’oggi, sono sempre più numerose le infezioni causate da batteri resistenti agli antibiotici e il rischio di tornare indietro nel tempo ad un’epoca pre-antibiotici è sempre più alto.
Già nel 1940, a soli 12 anni dalla scoperta della penicillina, i due scienziati Edward Abraham e Ernst Chain, mentre lavoravano sui primi test pre-clinici dell’antibiotico, riportarono che un ceppo di Escherichia coli era in grado di inattivare la penicillina grazie ad un enzima chiamato penicillinasi. La diffusione della resistenza alla penicillina fu poi documentata nel 1942 quando, in alcuni pazienti ricoverati, diversi ceppi di stafilococco furono trovati resistenti all’antibiotico. Questo fu solo l’inizio di una rapida diffusione di questa resistenza che nel 1960 colpì circa l’80% delle infezioni di stafilococco.
Il problema poi fu temporaneamente risolto con l’introduzione di un nuovo antibiotico, la meticillina. Tuttavia, solo dopo qualche anno, lo stesso stafilococco fu in grado di resistere anche a questo secondo antibiotico, generando il temutissimo ceppo MRSA (Methicillin-resistant Staphyloccocus aureus). Dagli anni ‘60 in poi, numerosi furono gli antibiotici di nuova generazione sintetizzati e introdotti per combattere non solo l’antibiotico-resistenza dello stafilococco, ma anche di tanti altri batteri come streptoccocchi, gonococchi ed E. coli.
Purtroppo, questo processo non ha mai avuto fine, visto che tutt’oggi non esiste un singolo batterio patogeno che non presenti resistenza ad un particolare tipo di antibiotico.
Come si sviluppa l’antibiotico-resistenza nei batteri? E come mai si diffonde così rapidamente?
In realtà, lo sviluppo dell’antibiotico resistenza non è altro che il prodotto di un normale processo evolutivo. Come diceva Darwin, “non è la specie più forte o la più intelligente a sopravvivere ma quella che si adatta meglio al cambiamento".
Seguendo questo principio, dobbiamo immaginare l’antibiotico come un agente selettivo che mette a dura prova i nostri nemici batteri, i quali però riescono col tempo ad adattarsi. In presenza dell’antibiotico, infatti, migliaia di batteri moriranno e solo quelli che riusciranno a sviluppare delle mutazioni casuali che gli permettono di resistere all’antibiotico (generalmente pochissimi) potranno sopravvivere e replicarsi. Questo quindi, comporta che, maggiore è l’utilizzo degli antibiotici, maggiore sarà la selezione di ceppi resistenti, aumentandone la loro diffusione. Ecco perché, oggi più che mai, è necessario un uso controllato e diligente del farmaco.
Inoltre, i batteri hanno anche trovato degli espedienti molto intelligenti per passarsi la resistenza tra specie non affini, ovvero tra batteri “non imparentati” che condividono gli stessi habitat, come il terreno, l’acqua o l’organismo ospite (per esempio tra i batteri del nostro microbiota e i batteri patogeni), trasferendosi molecole di DNA codificanti i geni per la resistenza. Questo, ovviamente, complica la situazione, rendendo ancora più difficile l’isolamento della resistenza.
Ma come resistono i batteri agli antibiotici?
Sviluppando enzimi in grado di inattivare gli antibiotici. Un esempio sono le beta lattamasi, come la penicillinasi scoperta da Abraham e Chain, enzimi specializzati nel rompere la molecola di antibiotici come le penicilline e le cefalosporine.
Acquisendo mutazioni che rendono il target dell’antibiotico non più riconoscibile dal farmaco stesso. Questo è il caso, per esempio, della PBP-2a (Penicillin Binding Protein – 2a) dei ceppi MRSA prima citati, target della meticillina che presenta ridotta affinità verso questo antibiotico. Alternativamente, altre mutazioni consentono al batterio di sovra-produrre il target (2.1), in modo che una piccola parte rimanga libera dall’antibiotico e possa svolgere la sua funzione, permettendo al batterio di sopravvivere.
Riducendo l’assorbimento di antibiotici. Questo si può ottenere modificando, ad esempio, la struttura delle porine di membrana, ovvero dei canali che permettono l’entrata di piccole molecole (tra cui anche i farmaci) nella cellula. Modifiche all’interno della parete o della membrana esterna del batterio, possono contribuire ad un ridotto assorbimento di antibiotici come la vancomicina.
Utilizzando “pompe” proteiche per espellere molecole tossiche o metaboliti dalla cellula. A seguito di alcune mutazioni, infatti, i batteri riescono ad aumentare la produzione di queste pompe, espellendo gran quantità di antibiotico.
Image Credits: Miriam Sonnino
Molte sono le specie di batteri che hanno acquisito molteplici delle sopra citate resistenze, divenendo i così detti “super bugs”, come per esempio alcuni ceppi di Klebsiella pneumoniae, S. aureus e Pseudomonas aeruginosa.
Cosa dobbiamo, quindi, aspettarci per i prossimi anni?
Nonostante l’incessante galoppare dell’antibiotico-resistenza, non dobbiamo però farci prendere dal panico. Infatti, scienziati da tutto il mondo stanno cercando soluzioni alternative all’antibiotico, che possano permettere di risolvere il problema una volta per tutte. Recentemente, sono state caratterizzate numerose molecole di nuova generazione ad azione battericida, come SCH-79797, in grado di uccidere un ampio spettro di batteri e presentante un bassissimo tasso di resistenza. Inoltre, una delle pratiche più studiate negli ultimi anni è la terapia fagica, ovvero l’utilizzo di virus batterio-specifici in grado di eliminare i batteri. Già molti paesi europei come la Svizzera, il Belgio e la Francia, stanno effettuando degli studi clinici per l’utilizzo di questa terapia al fine di trattare infezioni batteriche causate da ustioni. Infine, non dobbiamo dimenticare i vaccini, che probabilmente rappresentano oggi la soluzione migliore, visto che sono in grado di proteggerci da infezioni causate sia da batteri sensibili che da batteri resistenti agli antibiotici. Inoltre, il loro utilizzo permetterebbe di raggiungere l’immunità di gregge, offrendo protezione ad individui che non possono essere vaccinati, e ridurrebbe ampiamente l’utilizzo degli antibiotici, costituendo anche un freno per la diffusione dell’antibiotico-resistenza.
L’attuale emergenza Covid-19 ci ha senza dubbio dimostrato come la mancanza di una cura contro agenti patogeni altamente infettivi, come virus e batteri, comporti non solo numerosi morti ma possa essere estremamente dannosa per il sistema sanitario. È necessario, dunque, un’ampia collaborazione tra la classe scientifica, politica e pubblica per regolamentare al meglio l’utilizzo di antibiotici al fine di ridurne l’impiego, provvedere a sistemi di diagnosi precoce ma, soprattutto, finanziare future ricerche per lo studio di potenziali terapie alternative agli antibiotici.
Giulia Pilla
Comentários