Penicillina e altri antibiotici

L’emergere della resistenza agli antibiotici

L’uso ripetuto o continuato di antibiotici crea una pressione di selezione che favorisce la crescita di mutanti resistenti agli antibiotici. Questi possono essere rilevati confrontando la dimensione delle zone di schiarimento (o anche la completa assenza di zone di schiarimento) di ceppi batterici in saggi su piastra come quelli sopra. Con l’uso di questi dischi è anche possibile rilevare la presenza di singole cellule mutanti con resistenza agli antibiotici in una cultura di un ceppo che è sensibile agli antibiotici. Un esempio di questo è mostrato nella figura G (sotto).

Figura G. Effetti di diversi antibiotici sulla crescita di un ceppo di Bacillus. L’immagine a destra mostra un primo piano del disco di novobiocina (segnato da una freccia su tutta la piastra). In questo caso alcune singole cellule mutanti nella popolazione batterica erano resistenti all’antibiotico e hanno dato origine a piccole colonie nella zona di inibizione.

La resistenza agli antibiotici non è un fenomeno recente. Al contrario, questo problema è stato riconosciuto subito dopo l’introduzione delle penicilline naturali per il controllo delle malattie, e ceppi batterici conservati in collezioni di colture precedenti all'”era degli antibiotici” sono stati trovati in possesso di geni di resistenza agli antibiotici. Tuttavia, in alcuni casi la situazione è diventata allarmante, con l’emergere di ceppi patogeni che mostrano una resistenza multipla a una vasta gamma di antibiotici. Uno degli esempi più importanti riguarda i ceppi di Staphylococcus aureus resistenti multipli negli ospedali. Alcuni di questi ceppi causano gravi infezioni nosocomiali (acquisite in ospedale) e sono resistenti a quasi tutti gli antibiotici utili, tra cui la meticillina, le cefalosporine e altri beta-lattamici che mirano alla sintesi del peptidoglicano, gli antibiotici macrolidi come l’eritromicina e gli antibiotici aminoglicosidi come la streptomicina e la neomicina, tutti che mirano al ribosoma batterico. L’unico composto che può essere usato efficacemente contro questi stafilococchi è un vecchio antibiotico, la vancomicina, che ha alcuni effetti indesiderati sugli esseri umani. Recentemente, alcuni ceppi clinici di S. aureus hanno sviluppato resistenza anche a questo composto.

Molti dei geni di resistenza agli antibiotici degli stafilococchi sono trasportati su plasmidi (vedi Agrobacterium per la discussione di questo) che possono essere scambiati con Bacillus spp. e Streptococcus spp. Alcuni sono trasportati su trasposoni – segmenti di DNA che possono esistere sia nel cromosoma che nei plasmidi. È ironico, e tragico, che il batterio S. aureus che ha aperto l’era degli antibiotici con la scoperta originale di Fleming del 1929 potrebbe anche essere il primo a diventare non trattabile con l’enorme batteria di antibiotici scoperti e sviluppati negli ultimi 60 anni.

Uso di antibiotici in agricoltura: creare un serbatoio di geni di resistenza?

Uno dei più accesi dibattiti pubblici attualmente riguarda l’uso di antibiotici in agricoltura e nella pratica veterinaria. Il motivo di preoccupazione è che gli stessi antibiotici (o, almeno, gli antibiotici con la stessa modalità di azione sui batteri) sono utilizzati anche per la terapia umana. Quindi, è possibile che l’uso irresponsabile di antibiotici per uso non umano possa portare allo sviluppo di resistenza, che potrebbe poi essere passata a patogeni umani attraverso il trasferimento di plasmidi. La più grande preoccupazione di tutti i centri sull’uso di routine di antibiotici come additivi alimentari per gli animali da allevamento – per promuovere la crescita degli animali e per prevenire le infezioni piuttosto che per curare le infezioni. E’ stato difficile ottenere cifre precise per le quantità di antibiotici utilizzati in questo modo. Ma la portata del potenziale problema è stata evidenziata in un recente rapporto della Soil Association, che ha raccolto cifre sull’uso totale di diversi tipi di antibiotici per gli esseri umani e per gli animali:

Dati selezionati da: J. Harvey e L Mason. The Use and Misuse of Antibiotics in Agriculture. Parte 1. Uso corrente. Pubblicato nel dicembre 1998 da Soil Association, Bristol, UK (email: [email protected]). Non tutti gli antibiotici elencati nella pubblicazione sono riportati qui.

Resistenza agli antibiotici nelle colture geneticamente modificate

Un’ulteriore fonte di preoccupazione è l’uso diffuso di geni di resistenza agli antibiotici come “marcatori” nelle colture geneticamente modificate. La maggior parte delle aziende inserisce geni di resistenza agli antibiotici come “marcatori” durante le prime fasi di sviluppo delle loro colture GM. Questo permette agli scienziati di individuare quando i geni che a loro interessano di più (geni resistenti agli erbicidi o alla tossina insetticida, ecc.) sono stati inseriti nella coltura. I geni di resistenza agli antibiotici non hanno più alcun ruolo, ma non vengono eliminati dal prodotto finale. Questa pratica è stata criticata a causa della possibilità che i geni di resistenza agli antibiotici possano essere acquisiti da microrganismi. In alcuni casi questi geni marcatori conferiscono resistenza agli antibiotici “di prima linea” come i beta-lattamici.

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