Antibiotici e superbatteri

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Cosa sono i batteri?

I batteri sono microrganismi formati da un’unica cellula, caratterizzata da una struttura relativamente semplice, che comprende comunque, tra l’altro, una parete, una seconda membrana cellulare di protezione e vari organelli interni deputati alla produzione di energia. I batteri posseggono acidi nucleici, come tutte le cellule viventi, ma non un vero e proprio nucleo. Sulla base della loro forma, vengono distinti in cocchi (a forma sferica), bacilli (a forma cilindrica), vibrioni (a forma di virgola), spirilli (a forma spirale) e spirochete (a forma sinusoidale con più curve). Un’ulteriore distinzione è quella tra batteri Gram-positivi e batteri Gram-negativi, a seconda della colorazione blu o rossa che assumono quando colorati secondo il sistema di Gram.

I batteri sono microrganismi diversi e più complessi rispetto ai virus. A differenza dei virus che possono sopravvivere solo all’interno di una cellula ospite, i batteri sono in grado di sopravvivere e di auto-riprodursi in ambienti e temperature diversi. La riproduzione dei batteri avviene per semplice divisione cellulare: la cellula madre si scinde in due unità, formando due cellule figlie identiche all’originale.

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Il nostro organismo è popolato da migliaia di miliardi di batteri e solo una piccola parte di essi sono patogeni, in grado cioè di sviluppare infezioni, anche se la capacità di un organismo di causare infezione dipende in larga parte dalle capacità di difesa dell’uomo: con poche difese anche il più innocente dei batteri può causare infezione. La maggior parte è rappresentata da batteri “buoni” detti saprofiti o commensali simbionti che colonizzano un tessuto o un organo senza provocare danni ma svolgendo anzi numerose funzioni utili al suo funzionamento (un esempio sono i batteri della flora intestinale).

Come nascono le resistenze

Fin dall’avvento della penicillina, i batteri hanno dimostrato una grande capacità di sopravvivenza (resilienza): i germi patogeni, scaltri, camaleontici, solidali, hanno imparato da subito a mettere in atto e a condividere tra di loro meccanismi di difesa sempre più sofisticati per resistere agli antibiotici.

I batteri resistenti sono batteri insensibili agli antibiotici che dovrebbero distruggerli. Oggi le resistenze batteriche rappresentano una grande emergenza sanitaria perché favoriscono il ritorno di malattie infettive che si pensavano sconfitte o sotto controllo.

La resistenza agli antibiotici è un processo naturale di selezione causato dalle mutazioni genetiche a cui vanno incontro i batteri. Ma è anche il risultato dei nostri comportamenti: l’uso eccessivo e improprio degli antibiotici permette alle popolazioni resistenti di proliferare e prendere il sopravvento. Compaiono quindi in questo modo i superbatteri resistenti agli antibiotici disponibili. Questo fenomeno venne previsto dallo stesso scopritore della penicillina Alexander Fleming, che nel 1945 in occasione della consegna del Premio Nobel, affermò che l’uso di penicillina a basse dosi o per tempi troppo brevi avrebbe potuto portare alla selezione di batteri resistenti e previde che un microrganismo così modificato avrebbe potuto diventare un temibile killer.

Ma come fanno i batteri a diventare insensibili ai farmaci che inizialmente li uccidevano? La resistenza dei batteri agli antibiotici può essere di due tipi:

  • naturale: alcuni batteri sono intrinsecamente resistenti a una famiglia di antibiotici;
  • acquisita: attraverso una mutazione spontanea del loro DNA o l’acquisizione da altri batteri di particelle di DNA che codificano per cambiamenti della “serratura” su cui dovrebbe andare ad agire l’antibiotico; questi cambiamenti possono anche consistere della produzione di sostanze che inattivano gli antibiotici.

Uno degli aspetti più preoccupanti della farmaco-resistenza è proprio il trasferimento genico orizzontale: i geni della resistenza si trasmettono non solo alle cellule figlie (trasferimento genico verticale), ma anche ad altri batteri della colonia, “fratelli o sorelle” o anche solo lontani parenti (trasferimento orizzontale).

I geni della resistenza acquisita forniscono al batterio le armi per difendersi dagli antibiotici in vari modi, come:

  • produrre enzimi che distruggono il farmaco antibatterico;
  • esprimere sistemi che impediscono al farmaco di raggiungere il suo bersaglio intracellulare;
  • modificare il sito bersaglio del farmaco;
  • produrre una via metabolica alternativa che bypassa l’azione antibatterica del farmaco stesso.

Fino all’inizio degli Anni ’90 la ricerca di base e quella clinica hanno fronteggiato il problema mettendo a disposizione della medicina nuove opzioni farmacologiche capaci di superare le resistenze batteriche. Purtroppo, da qualche anno non è più così. Per vari motivi, i nuovi antibiotici sono pochi e sembrerebbe che i batteri stiano riuscendo a riprendere il sopravvento. Oggi il rischio che corriamo è quello di entrare in un’era post-antibiotica, nella quale saremmo disarmati contro le infezioni, ripiombando in una condizione sanitaria simile a quella conosciuta dall’umanità per millenni.

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L’avvento dei superbatteri

Come già accennato, modificando il loro patrimonio genetico attraverso mutazioni continue oppure acquisendo geni di resistenza, i batteri riescono ad adattarsi di volta in volta ai killer che li uccidevano diventando resistenti ad essi.

Accanto alla persistenza delle “vecchie” infezioni (le famigerate meningiti da meningococco, le polmoniti, le infezioni a trasmissione sessuale) negli ultimi decenni sono comparsi i cosiddetti superbatteri o “superbug”: batteri in grado di resistere a molti o quasi tutti gli antibiotici disponibili. I superbatteri rappresentano una minaccia emergente per la salute, specialmente in ambito ospedaliero dove sono capaci di resistere alla maggior parte degli antibiotici disponibili, rendendo difficile e talvolta impossibile il trattamento di pazienti con sistema immunitario compromesso.

I batteri multiresistenti (ovvero resistenti a più farmaci) possono causare una lunga serie di infezioni: infezioni delle vie urinarie, polmoniti, infezioni cutanee, diarrea, setticemie. La sede dell’infezione dipende dai batteri coinvolti e dalle condizioni del paziente.

I batteri più noti sono:

  • Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA); 
  • Enterobacteriaceae che producono ESBL (beta-lattamasi ad ampio spettro, ovvero enzimi in grado dineutralizzare alcuni antibiotici); 
  • Enterococchi resistenti alla vancomicina; 
  • Acinetobacter baumannii e Klebsiella pneumoniae, apparsi recentemente che sono diventati resistenti
    anche ai carbapenemi, ossia agli antibiotici, di solo uso ospedaliero, che rappresentavano i caposaldi per
    la terapia delle infezioni più gravi.

I rischi per la salute

Quali rischi corriamo a causa delle resistenze batteriche? Dobbiamo distinguere tra persona e persona, e tra presenza o assenza di condizioni predisponenti alle infezioni batteriche. Alcune malattie infettive, fino a ora facilmente controllate con gli antibiotici come la gonorrea o la tubercolosi, sono diventate più difficili da curare. Il problema più grosso riguarda però le cosiddette infezioni correlate alle pratiche assistenziali, ossia quelle che si sviluppano per l’uso di farmaci immunosoppressori (che riducono le difese), nelle Rianimazioni, nei grandi anziani, nei Trapianti, nella Grande Chirurgia e nella cura delle malattie ematologiche e oncologiche. Tutte queste procedure, molto spesso miracolose nella cura di molte malattie, hanno l’effetto indesiderato di ridurre le difese anti-infettive. Di questa riduzione di difese approfittano i batteri e sono proprio questi che oggi stanno diventando resistenti.

Le conseguenze di “un mondo senza antibiotici” potrebbero essere drammatiche:

  • la crescente resistenza antimicrobica riduce le possibilità di prevenire e trattare un’ampia gamma di infezioni microbiche della pelle, dell’apparato gastro-intestinale, delle vie urinarie, del tratto respiratorio e del sangue;
  • interventi banali come l’estrazione di un dente o un’operazione di appendicite metterebbero a rischio la vita. A maggior ragione interventi come i trapianti, la grande chirurgia addominale, le operazioni a cuore aperto;
  • anche infezioni comuni e ferite banali potrebbero tornare a essere letali come avveniva fino al secolo scorso;
  • alcune terapie fondamentali, come quelle per il trattamento dei tumori o quelle utilizzate dopo i trapianti, non potrebbero essere più effettuate perché espongono i pazienti al rischio d’infezioni che non saremmo più in grado di trattare;
  • le infezioni causate da batteri resistenti aumentano la durata dei ricoveri, la gravità delle malattie, le complicanze specie nelle persone immunodepresse sottoposte a interventi chirurgici, chemioterapia o trapianti, e aumentano i decessi e i costi socio-sanitari;
  • secondo recenti stime, i “superbug” saranno, nel 2050, la principale causa di morte con oltre 10 milioni di vite perse ogni anno, più del numero dei decessi che si verificano correntemente ogni anno per cancro. Nel Dicembre 2014, infatti, per rafforzare l’attenzione sul fenomeno della resistenza antimicrobica (AMR), è stata pubblicata da Jim O’Neill una review che ha formulato una stima della mortalità e del costo economico globale della resistenza antibiotica nel 2050. In base a tale previsione, il continuo aumento della resistenza antimicrobica entro il 2050 porterebbe al decesso di 10 milioni di persone (superando di molto le stime relative alla mortalità correlata alle altre patologie) ed a una riduzione che va dal 2% al 3,5% del Prodotto Interno Lordo (PIL). (Antimicrobial Resistance: Tackling a crisis for the health and wealth of nations. The Review on Antimicrobial Resistance Chaired by Jim O’Neill December 2014).

La resistenza agli antibiotici è una delle principali priorità da affrontare in tema di salute pubblica a livello nazionale e internazionale. I Governi e le principali organizzazioni internazionali stanno mettendo in atto programmi di sorveglianza e piani d’azione, come il Piano d’azione globale lanciato dall’OMS. Negli Stati Uniti, il Presidente Barack Obama ha presentato di recente un Piano d’azione nel quale sono stati fissati gli obiettivi da raggiungere entro il 2020; stessa cosa nel Regno Unito dove è stata dichiarata guerra alla resistenza antimicrobica.