Resistenza agli antibiotici in microbi filo-caseari: un (falso) problema?

Figura 1 – Batteri lattici al microscopio a epifluorescenza

La resistenza agli antimicrobici è la capacità di un microrganismo di resistere all’azione di un antibiotico. La presenza e l’uso indiscriminato di antibiotici o chemioterapici come additivi ad azione ormonale o come agenti terapeutici nell’alimentazione animale sono fra le cause dimostrate che spiegano la rapida insorgenza di flora microbica caratterizzata da resistenza, multipla e spesso anche trasferibile, agli antibiotici. Con l’emergere di preoccupazioni per la resistenza agli antimicrobici sia nell’uomo che negli animali è stato deciso nel 1999 di vietare alcuni antibiotici promotori della crescita nella pratica zootecnica. I prodotti che sono stati proibiti sono quelli che contengono gli antimicrobici utilizzati anche nel trattamento di patologie umane, come i composti appartenenti alla famiglia dei glicopeptidici (vancomicina e teicoplanina). Purtroppo, studi di sorveglianza sanitaria ed epidemiologici hanno confermato che, una volta acquisita, la resistenza agli antibiotici tende a permanere a lungo in una popolazione microbica in quanto, con ogni probabilità, conferisce al microrganismo un vantaggio selettivo, che si esprime in caso di necessità o quando le condizioni ambientali diventano ostili a causa proprio della presenza di antibiotici. Tuttaviaper molti anni gli studi volti a indagare i meccanismi di selezione e diffusione di antibiotico-resistenze batteriche (ARB) sono stati principalmente focalizzati su specie batteriche di rilevanza clinica mentre si sa poco sulle frequenze di ARB in microbi commensali, come i batteri lattici di origine alimentare. Oggi si assiste ancora a un acceso dibattito sul legame tra presenza di antibiotici nella filiera zootecnica e comparsa di ARB nell’uomo. Ciò ha determinato il moltiplicarsi di indagini sulla possibilità che batteri “commensali” possano svolgere un ruolo attivo nella diffusione di ARB. Il rischio associato alla presenza di ARB in microbi commensali, come i batteri lattici, è legato alla probabilità di trasferimento di resistenza a patogeni, compromettendo l’efficacia di un trattamento antibiotico in caso di patologie batteriche. In questo meccanismo i batteri lattici resistenti, come enterococchi e lattobacilli, agirebbero come “serbatoi” e successivamente “vettori” di geni di resistenza, veicolati all’uomo attraverso gli alimenti.

Insorgenza e diffusione dell’antibiotico-resistenza

Negli ultimi 50 anni l’utilizzo eccessivo di antibiotici in terapia animale e umana ha portato al concomitante incremento di resistenza da parte dei microrganismi. Esistono ormai evidenze scientifiche ed epidemiologiche certe a supporto di questo fenomeno, i cui effetti sono stati amplificati dal massiccio utilizzo, negli ultimi due decenni, di antibiotici a scopo “auxinico”, applicati cioè in dosi sub-terapeutiche come promotori della crescita in zootecnia. Quest’ultima pratica ha portato alla rapida evoluzione di resistenze come risposta dei batteri al drastico cambiamento nel loro ambiente causato dall’uso estensivo, ed eccessivo, di antimicrobici. I due principali pre-requisiti che spiegano la comparsa e la diffusione di ARB sono la presenza di geni di resistenza nel loro genoma e la pressione selettiva causata dalla presenza di antibiotici. A questo fenomeno è legata l’insorgenza di due problemi di salute pubblica: la possibilità che i microbi che sviluppano resistenza abbiano la capacità di “trasferirla” ad altri microrganismi commensali, che agirebbero da “serbatoi” di resistenza, e la probabilità temibile che la stessa possa a sua volta essere ulteriormente trasferita ad altri batteri, in particolare ad agenti patogeni. Questo meccanismo spiega perché negli ultimi anni l’attenzione sia della ricerca sia degli organi di controllo in merito al problema dell’antibiotico-resistenza si sia indirizzata su microrganismi da sempre considerati sicuri come i batteri lattici.

Figura 2 – Individuazione di antibiotico-resistenze mediante sistemi molecolari: preparazione del campione prima dell’amplificazione PCR

Batteri lattici e resistenza agli antibiotici

In questi ultimi anni la letteratura scientifica ha evidenziato l’esistenza e la funzionalità in vitro di meccanismi molecolari di scambio di geni di antibiotico-resistenza in batteri lattici. Questa sorta di “promiscuità” biologica ha reso necessario indagare i livelli di resistenza agli antibiotici anche in microbi di interesse alimentare, quali quelli utilizzati nelle colture probiotiche o negli innesti per latti fermentati e formaggi. Fra i batteri lattici più utilizzati nell’industria alimentare sono incluse le specie termofile Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e subsp. lactis, Lactobacillus helveticus, i probiotici Lactobacillus acidophilus e bifidobatteri, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Streptococcus thermophilus, Oenococcus oeni e lattococchi.  Gli studi sulla resistenza acquisita agli antibiotici da parte dei batteri lattici non sono numerosi. Ceppi resistenti agli antibiotici isolati da latte, formaggi, carni, funghi e spinaci sono stati segnalati nella maggior parte delle specie lattiche di interesse alimentare, anche se solo in pochi casi è stato chiaramente dimostrato che le resistenze fossero state acquisite da altri microrganismi, a testimonianza di una resistenza naturale (e quindi meno temibile in quanto non trasferibile ad altri organismi) agli antibiotici da parte dei lattici. Di regola i lattobacilli sono naturalmente resistenti a numerosi antibiotici (come kanamicina, gentamicina e vancomicina), sebbene vi siano ampie differenze legate alle specie e anche ai singoli ceppi. D’altra parte, resistenze acquisite ad amminoglicosidi, eritromicina e tetraciclina sono state riportate (e dimostrate) in ceppi di Lactobacillus spp. e O. oeni isolati da vino e prodotti carnei fermentati. Il ritrovamento di geni legati a resistenze acquisite agli antibiotici in microbi di interesse alimentare sottolineerebbe l’importanza di includere e testare il livello e la tipologia (se naturale o acquisita) di resistenza agli antibiotici nel documentare l’utilizzo sicuro di batteri lattici usati commercialmente in colture starter, funzionali o probiotiche. Peraltro, ciò confermerebbe il sospetto che le flore lattiche possano fungere da “ospiti intermedi” di geni per l’antibiotico-resistenza. D’altra parte, sebbene dimostrata in alcuni casi in vitro, la capacità di trasferimento di antibiotico-resistenza da batteri commensali a patogeni a livello intestinale non è mai stata dimostrata in modo soddisfacente attraverso modelli in vivo. Possiamo tirare un sospiro di sollievo? Un principio di precauzione suggerisce, anche in questo caso che, in assenza di ulteriori studi che dimostrino chiaramente l’incapacità dei lattici di trasferire in vivo le resistenze ai patogeni, occorra applicare tutti gli accorgimenti possibili per evitare rischi. Questo concetto riassume in sé l’essenza della politica seguita nell’area Comunitaria.

Le indicazioni di EFSA in merito

 

Figura 3 – Fasi di preparazione in laboratorio per l’individuazione della Minima Concentrazione Inibente (MIC) di un antibiotico nei confronti di diversi ceppi batterici

L’EFSA, con sede a Parma, è come noto il massimo organismo europeo che si occupa di sicurezza in tutta la filiera alimentare. Nel 2003 ha proposto il concetto di Presunzione Qualificata di Sicurezza (QPS), definita letteralmente come “… una supposizione qualificata e basata su prove ragionevoli che consenta l’applicazione di alcune restrizioni”. La QPS, ormai applicata da quasi dieci anni, che cosa comporta nella pratica? Nell’approccio QPS, la valutazione della sicurezza dipende dall’insieme delle conoscenze (“body of knowledge”) disponibili per un dato microrganismo. Le opinioni più recenti dell’EFSA indicano incontrovertibilmente che, in base alle conoscenze scientifiche disponibili, non sussistono dubbi sulla sicurezza d’uso negli alimenti della maggior parte delle specie lattiche (con l’esclusione di alcuni ceppi di Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium e Lactobacillus rhamnosus), a conferma di una lunga, ben documentata storia di successi. EFSA peraltro ritiene necessaria, come unica precauzione, la dimostrazione sistematica di assenza, in tutti i ceppi di una qualsiasi specie in esame, di antibiotico-resistenze geneticamente scambiabili. Questo principio di cautela è giustificato dalla constatata presenza, anche in batteri lattici, di elementi genetici mobili in grado di trasferire antibiotico-resistenze e dalla mancanza di studi sistematici sui meccanismi di trasferimento genico in questi microrganismi. La valutazione della resistenza è di norma effettuata attraverso l’individuazione della Minima Concentrazione Inibente (MIC) di un determinato antibiotico, un test molto semplice e rapido per stabilire i livelli di resistenza all’interno di una serie di ceppi. Per stimare se un determinato microorganismo è resistente o sensibile, l’EFSA ha indicato i limiti “soglia” per ogni specie microbica e ciascun antibiotico, ovvero i valori di MIC al di sopra dei quali può definirsi resistente. Il passo successivo è stabilire la natura della resistenza, ovvero se essa sia stata acquisita attraverso semplice mutazione genetica o, piuttosto, sia il risultato di un trasferimento genetico da parte di un organismo “donatore”. In questo secondo caso, EFSA sconsiglia in modo perentorio l’utilizzo industriale del microrganismo.

 Conclusioni

Figura 4 – Micropiastra per l’individuazione della Minima Concentrazione Inibente (MIC) di un antibiotico nei confronti di diversi ceppi batterici. I cerchi blu evidenziano i valori di MIC (riportati in basso ed espressi in ppm) per ogni singolo ceppo

I batteri lattici possono agire da serbatoi e portatori di antibiotico-resistenza e, quindi, devono anch’essi “sottostare”, prima di un utilizzo commerciale in colture starter o probiotiche, a una serie di misure ispirate al principio di precauzione, la più importante delle quali è la verifica sistematica della presenza di geni di resistenza agli antibiotici, potenzialmente trasferibili ad altri microrganismi. Questa misura, per avere successo, deve necessariamente essere integrata, laddove possibile, da un uso più limitato degli antibiotici in tutti i settori in cui essi vengono utilizzati, come l’agricoltura, la zootecnia e la medicina veterinaria e umana.

Giorgio Giraffa

Bibliografia 

[1] Giraffa G. (2009), Antibiotic resistance in food lactic acid bacteria. In: Antibiotic resistance: causes and risk factors, mechanisms and alternatives, AR Bonilla, KP Muniz (editori). Nova Science Publishers Inc., New York, US, pp. 371-378.

[2] Leuschner RGK et al. (2010). Trends in Food Science and Technology 21: 425-435.

[3] Perreten V. (2005). Resistance in the food chain and in bacteria from animals: relevance to human infections. In: White MN, Alekshun MN, McDermott PF (editori). Frontiers in Antimicrobial Resistance: a Tribute to Stuart B. Levy. Washington DC: ASM Press, 446-464.

[4] Schjørring S, Krogfelt KA (2011). International Journal of Microbiology (in corso di stampa) doi:10.1155/2011/312956

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