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In tutto il mondo, l’abuso di antibiotici sta generando la diffusione di superbatteri, microrganismi resistenti, rendendo le persone più vulnerabili a malattie come la tubercolosi e la polmonite batterica, fino ad alcuni anni fa facilmente trattabili. Per contrastare la diffusione di batteri resistenti agli antibiotici, è importante capire come si diffonde la resistenza all’interno delle comunità microbiche.

Cosa aggiunge questo studio
I ricercatori hanno esaminato l’effetto di tre comunità specifiche del microbiota intestinale sulla crescita e l’evoluzione della resistenza di un ceppo di Escherichia coli. Tali comunità microbiche intestinali hanno soppresso la crescita di E. coli e la colonizzazione intestinale e hanno impedito lo sviluppo della resistenza agli antibiotici. Il ceppo di E. coli ha sviluppato una resistenza agli antibiotici soltanto in assenza del microbiota intestinale.

Conclusioni
I risultati supportano l’ipotesi che le interazioni con il microbiota residente possano inibire l’evoluzione della resistenza agli antibiotici delle specie batteriche.

In tutto il mondo, l’abuso di antibiotici sta generando la diffusione di “superbatteri“, microrganismi resistenti agli antimicrobici, rendendo le persone più vulnerabili a malattie come la tubercolosi e la polmonite batterica.

Un nuovo studio mostra che le interazioni con il microbiota intestinale residente potrebbero sopprimere la proliferazione e l’evoluzione della resistenza agli antibiotici tra i batteri.

I risultati, pubblicati su PLOS Biology, potrebbero aiutare a prevedere l’evoluzione della resistenza dai dati genetici raccolti attraverso sforzi di sorveglianza, affermano gli autori dello studio.

Obiettivo: contenere la diffusione dei superbatteri

Per contrastare la diffusione di microbi resistenti agli antibiotici, gli scienziati hanno esaminato come la resistenza viene acquisita dai batteri e come si diffonde all’interno delle comunità microbiche.

Le interazioni con altre comunità microbiche potrebbero ridurre la proliferazione dei superbatteri attraverso la competizione per le risorse (nutrienti) o spazio. Queste relazioni possono anche stimolare la crescita e l’evoluzione dei batteri resistenti attraverso lo scambio di materiale genetico.

Per analizzare l’impatto delle interazioni con altri microrganismi sull’evoluzione della resistenza agli antibiotici, Michael Baumgartner all’ETH di Zurigo in Svizzera e i suoi colleghi hanno sviluppato un ceppo di Escherichia coli in presenza o assenza di un antibiotico e tre campioni di microbiota intestinale, ciascuno da un persona diversa.

Microbiota intestinale e antibiotici

In presenza dei campioni di antibiotico e microbiota intestinale, il ceppo di E. coli è diventato meno abbondante o completamente scomparso.

In assenza dell’antibiotico, le comunità batteriche si sono rivelate in grado di sopprimere ancora mediamente il ceppo di E. coli, ma l’effetto varia a seconda dell’origine del campione.

Il microbiota del donatore umano 3 ha soppresso la crescita del ceppo di E. coli di circa il 54%, mentre il microbiota del donatore 2 ha ridotto la proliferazione di E. coli del 24%. Il microbiota del donatore 1 ha eliminato completamente il ceppo di E. coli.

All’inizio dell’esperimento, il microbiota dei tre campioni era dominato da Lachnospiraceae e Ruminococcaceae. Tuttavia, questi batteri sono diventati meno abbondanti nel tempo.

Geni di resistenza agli antibiotici

I ricercatori non hanno osservato varianti resistenti del ceppo di E. coli quando lo hanno esposto alle comunità microbiche da campioni di microbiota umano. Ma varianti resistenti sono apparse verso la fine dell’esperimento, in assenza delle comunità del microbiota intestinale.

«Pertanto, la comunità microbica residente da campioni di microbioma umano ha soppresso l’evoluzione della resistenza agli antibiotici nel nostro [E. coli] strain», affermano i ricercatori.

Quando il team ha analizzato il DNA dei ceppi resistenti agli antibiotici, ha trovato mutazioni nei geni correlati alle membrane, alle risposte allo stress e alla trascrizione. Alcuni di questi geni sono noti per essere coinvolti nella resistenza a una specifica classe di antibiotici.

Interazioni batteriche da studiare

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che condizioni specifiche nel microbiota intestinale dei donatori hanno influenzato la capacità dei batteri di trasferire i geni di resistenza agli antibiotici. I risultati, affermano i ricercatori, «possono spiegare perché il nostro [E. coli] ceppo non è riuscito ad acquisire alcuni di questi geni di resistenza benefici».

Conclusioni

I risultati supportano l’ipotesi che le interazioni con il microbiota residente possano in qualche modo inibire l’evoluzione della resistenza agli antibiotici delle specie batteriche.

Tuttavia, sono necessari ulteriori lavori per scoprire specifiche famiglie batteriche all’interno del microbiota intestinale che influenzano la colonizzazione e l’evoluzione della resistenza agli antibiotici delle specie invasive, affermano i ricercatori.

Identificare i geni di resistenza e acquisire informazioni sui fattori che influenzano il trasferimento genetico di tali geni sarà quindi importante per combattere la diffusione dei superbatteri.

Traduzione dall’inglese a cura della redazione