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Klebsiella pneumoniae, l’incubo degli astemi

Una distilleria clandestina vive dentro di noi. Produce alcol e può causare la steatosi epatica non alcolica.
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Klebsiella pneumoniae, l’incubo degli astemi

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Se si superano i limiti stabiliti per legge, la produzione e il traffico di liquori clandestini configurano un reato, ma si tratta allo stesso tempo di una realtà più diffusa di quanto si immagini. 

Gli esempi sono infiniti e vanno dalle grappe fatte in casa che circolano nel nostro Nordest, alla rakija dei Balcani o alle grandi quantità di bourbon che tuttora vengono prodotte clandestinamente Oltreoceano sui monti Appalachi. 

Negli Stati Uniti per questo tipo di attività illegale si usa il termine evocativo “moonshine”, a indicare che la distillazione avviene di notte, al chiaro di luna, e ha le stesse origini anche il nome dell’acquavite sarda filu ‘e ferro, in riferimento all’abitudine di nascondere gli alambicchi sottoterra. 

In apparenza è una pratica che non riguarda gli astemi, ma non è proprio così. All’origine di danni epatici simili a quelli cui vanno incontro i bevitori smodati ci possono infatti essere ceppi particolari di un batterio – la Klebsiella pneumoniae – che da abituale commensale della microflora intestinale è in grado di produrre dall’interno quantità tanto elevate di alcol da determinare gravi malattie epatiche, tra cui la steatosi epatica non alcolica. Anche tra chi non beve.

Lei è famoso soprattutto come patogeno che può scatenare infezioni molto pericolose…
«Sì, confermo. Il genere klebsiella a cui appartengo – in omaggio al batteriologo tedesco Edwin Klebs, noto tra l’altro per la scoperta del Corinebacterium diphteriae – può determinare infezioni a carico del sistema respiratorio, dell’intestino e dell’apparato urogenitale. E come K. pneumoniae sono direttamente responsabile di molte infezioni opportunistiche acquisite in comunità – in ambito nosocomiale soprattutto – come polmoniti, infezioni del tratto urinario o ascessi epatici, ma anche infezioni delle ferite, colecistite e batteriuria associata al catetere (1). Nel complesso si stima che la mia “famiglia allargata”, Klebsiella spp., causi l’8% delle infezioni batteriche nosocomiali negli Stati Uniti e in Europa.

Mi dicono anche che trae vantaggi dalla resistenza agli antibiotici, le piace scherzare col fuoco?
«Non è colpa mia. In ambito ospedaliero questo aspetto è peggiorato dopo la pandemia. All’epoca si infatti notato un incremento delle colonizzazioni e infezioni da germi multiresistenti e alcuni dati documentano l’incremento delle infezioni ematiche da Klebsiella pneumoniae resistente ai carbapenemici (2). Poco tempo prima, nelle terapie intensive dell’ospedale universitario di Hangzhou in Cina era stato segnalato un ceppo emergente di K. Pneumoniae ipervirulento e resistente agli antibiotici, il tipo ST11, considerato una grave minaccia per la salute (3). Già negli anni Ottanta in Asia erano emerse infezioni invasive da K. Pneumoniae acquisite in comunità determinate da ceppi ipervirulenti».

Si definisce un commensale abituale dell’intestino, non è un’etichetta un po’ troppo “buonista”? 

«Capisco che possa apparire così, ma a mia discolpa posso sottolineare che rappresento un rischio soprattutto di fronte a difese immunitarie compromesse e quindi per soggetti che sono già fragili indipendentemente dalla mia presenza. Per quanto riguarda l’antibiotico resistenza, più che da me dipende dall’impiego spesso improprio che è stato fatto di queste molecole. Allo stesso tempo, devo ammettere che studi recenti (4) mi attribuiscono un ruolo importante nello sviluppo della steatosi epatica non alcolica anche e soprattutto tra gli astemi. E per questo, francamente, provo qualche senso di colpa».

Veniamo al punto: l’accusano di essere un distillatore clandestino di alcolici dall’interno dell’organismo...

«In pratica sì. Lo confesso. Si pensa che l’eziologia della steatosi epatica non alcolica sia complessa e articolata e sembra che in alcuni casi un contributo possa arrivare dalla disbiosi del microbiota intestinale. Indagando in questa direzione, uno studio (4) ha fatto emergere che alcuni membri della mia “famiglia ristretta”, K. pneumoniae siano in grado di produrre grandi quantità di alcol (HiAlc Kpn). E che questi miei parenti siano presenti in abbondanza in molti pazienti affetti dalla malattia (fino al 60%). C’è anche una doppia controprova: il trapianto di un microbiota dotato di questi ceppi ha indotto la malattia in modelli animali, mentre l’eliminazione dei ceppi dal materiale del trapianto ha impedito lo sviluppo della malattia nell’animale da laboratorio».

Ci spiega come fa a produrre tutto questo alcol?
«In uno studio ancora più recente in vivo (5), dopo la caratterizzazione del genoma dei ceppi HiAlc, l’analisi del proteoma e del metaboloma ha mostrato che durante la crescita all’interno dell’intestino aumenta di diverse volte la produzione di proteine e metaboliti che partecipano alla via di fermentazione del 2,3-butandiolo. La conseguente produzione di quantità elevate di alcol sarebbe all’origine della steatosi epatocitaria. Se proprio vogliamo, la buona notizia è che il ricorso al test di tolleranza al glucosio con la valutazione del tasso alcolico ematico possono fornire un orientamento diagnostico nei casi di stestosi epatica non alcolica o nei rari casi di sindrome della fermentazione intestinale che – vorrei sottolinearlo – in inglese viene chiamata “autobrewery syndrome”, cioè più o meno birrificio endogeno. In certi casi la medicina ha davvero poco rispetto dei pazienti…».

Si sente diffamato da questi ricercatori? 
«Assolutamente no. Può sembrare crudele causare anche negli astemi malattie tipiche di chi abusa di alcolici, ma – come si dice in questi casi – la natura deve fare il suo corso e la letteratura scientifica si basa su ipotesi ed evidenze. Ma ho anche dei lati positivi, sa?

Quali, sentiamo
Grazie alla ricerca farmacologica, alcuni ricercatori sono riusciti a estrarre dai ceppi di K. pneumoniae la klebsprotina (6), una glicoproteina dotata di proprietà immunostimolanti che sembra in grado di aumentare le difese contro le infezioni respiratorie recidivanti. 

Come vede il suo futuro?
Quello che però mi farebbe davvero piacere sarebbe poter entrare in una di quelle storie del noir contemporaneo, non tanto come i malviventi dell’epoca del Proibizionismo, ma come uno di quei personaggi maledetti e affascinanti delle colline del Kentucky descritti da autori come Elmore Leonard, Brian Panowich o Chris Offutt».

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Reference

  1. Mandell. Enterobacteriaceae. Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. 7th ed. Churchill Livingstone, An Imprint of Elsevier; 2009
  2. Lanzafame M, Tessari A, Agnoletto L, et al. Klebsiella pneumoniae resistant to carbapenems: bloodstream infection prevalence before and during the SARS-CoV-2 pandemic in a tertiary level, North-Eastern Italian Hospital [Klebsiella pneumoniae resistente ai carbapenemici: prevalenza delle infezione ematiche prima e dopo la pandemia da SARS-CoV-2 in un ospedale di livello terziario del Nord-Est italiano.]. Recenti Prog Med. 2022;113(3):213-215. doi:10.1701/3761.37488
  3. Gu D, Dong N, Zheng Z, et al. A fatal outbreak of ST11 carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae in a Chinese hospital: a molecular epidemiological study. Lancet Infect Dis. 2018;18(1):37-46. doi:10.1016/S1473-3099(17)30489-9
  4. Yuan J, Chen C, Cui J, et al. Fatty Liver Disease Caused by High-Alcohol-Producing Klebsiella pneumoniae [published correction appears in Cell Metab. 2019 Dec 3;30(6):1172]. Cell Metab. 2019;30(4):675-688.e7. doi:10.1016/j.cmet.2019.08.018
  5. Li NN, Li W, Feng JX, et al. High alcohol-producing Klebsiella pneumoniae causes fatty liver disease through 2,3-butanediol fermentation pathway in vivo. Gut Microbes. 2021;13(1):1979883. doi:10.1080/19490976.2021.1979883
  6. Nielsen H. Augmentation of human blood monocyte microbicidal activity by RU 41740, a glycoprotein extract from Klebsiella pneumoniae. Eur J Clin Pharmacol. 1986;30(1):99-104. doi:10.1007/BF00614204

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