Uomo contro Batteri: un eterno scontro a colpi di antibiotico

L’eccezionale capacità di adattamento dei batteri patogeni li rende ad oggi sempre più difficili da debellare.

Sono sempre più allarmanti i dati che emergono da ricerche effettuate da università di tutto il mondo. È infatti in aumento il numero di casi registrati di infezioni batteriche resistenti a cicli di antibiotici. Ma in cosa consiste il fenomeno dell’antibiotico-resistenza?

Il microscopico mondo dei Batteri

I batteri sono la più piccola forma di vita esistente, con dimensioni che si aggirano intorno ai pochi micrometri, ovvero oltre 10 volte inferiori rispetto alla dimensione di una comune cellula umana. I batteri sono organismi procarioti e possiedono, a seconda del phylum di appartenenza, una struttura e un metabolismo caratteristico. Tuttavia, la classificazione dei microrganismi batterici può seguire molteplici criteri, che possono andare dalla forma (sferici, a spirale, a virgola, a bastoncello), alla temperatura di crescita (estremofili, mesofili) fino alla relazione con altri organismi viventi (commensali, patogeni facoltativi, patogeni obbligati). I batteri, a differenza delle cellule eucariotiche, posseggono sopra la membrana cellulare una rigida parete, composta principalmente da una fitta e solida rete di peptidoglicani, polimeri a base di zuccheri e amminoacidi. Questa parete può essere inoltre ricoperta a sua volta da una capsula che contribuisce alla protezione del microrganismo nei confronti dell’ambiente circostante. I batteri sono spesso muniti di organelli di locomozione come fimbrie e flagelli, mentre al loro interno è contenuto, sotto forma di cromosoma lineare o ricolare, il DNA batterico. Di particolare rilievo per l’industria biotecnologica è stata la scoperta di piccoli frammenti di DNA circolare, denominati plasmidi, in grado di trasportare tra cellule diverse informazioni geniche come, ad esempio, resistenze ad antibiotici o capacità di digerire specifici composti e polimeri. Ad oggi questi microrganismi ricoprono un ruolo chiave sia per la nostra salute, in quanto si è visto come il microbiota influenzi positivamente la condizione del nostro organismo, sia per il risvolto biotecnologico, in quanto i batteri vengono quotidianamente impiegati nelle principali attività di ricerca biomolecolare e in una vasta gamma di attività industriali

Sebbene oggigiorno possiamo considerare i nostri amici microscopici come una inestimabile risorsa positiva, non dimentichiamo come per centinaia di anni molte specie di batteri siano stati, insieme ai virus, un temibile nemico dell’uomo, il quale si è impegnato ad escogitare infiniti stratagemmi per debellarne le infezioni.

 

Azione degli Antibiotici

Era già nota in molte culture del mondo antico l’efficacia di muffe e specifiche piante nel curare molte infezioni batteriche, anche se non ne è stata nota la causa fino al XX secolo. Infatti dobbiamo aspettare il 1928 prima che Alexander Fleming scoprì per puro caso una molecola prodotta dalle muffe in grado di uccidere microrganismi batterici, ovvero la penicillina. A questo tipo di composto organico prodotto da microrganismi per ucciderne altri sarà poi dato il nome di antibiotico, che dal greco può essere appunto tradotto con “contro la vita”. L’azione di un antibiotico è batterio-specifica, e non ha dunque alcun effetto su altri microrganismi come, ad esempio, i virus o i funghi. La motivazione è da ricercarsi nei target di tale molecola, che possono variare a seconda della famiglia di antibiotici. Ve ne sono infatti alcuni in grado di attaccare la parete cellulare (penicilline, cefalosporine) e la membrana cellulare batterica (polimixine), o che sono in grado di interferire con la sintesi dei metaboliti fondamentali dei batteri come gli acidi nucleici (chinoloni, nitroimidazoli) e le proteine (tetracicline, aminoglicosidi, cloramfenicoli). Ciononostante è importante anche sapere che ciascun antibiotico sarà più o meno efficace su determinate tipologie di batteri in relazione alla morfologia e struttura di questi ultimi, il che rende fondamentale conoscere il tipo di infezione in atto per somministrare il miglior antibiotico possibile. Ma cosa accadrebbe se un batterio diventasse resistente agli antibiotici?

Penicillina
Struttura chimica della Penicillina

Antibiotico Resistenza: prima la Moderazione

I batteri saranno piccoli e saranno semplici, ma non si può di certo dire che siano stupidi. Non dimentichiamo che sono su questa terra dall’alba dei tempi, e che probabilmente saranno gli ultimi ad andarsene. Ma dov’è il segreto di un batterio? Questo piccolo microrganismo ha sviluppato nel corso dell’evoluzione infiniti stratagemmi per evadere dal rischio di estinzione e, attraverso l’adattamento, riuscire a cavarsela in ogni circostanza. La sua velocità di replicazione e l’assenza di correzioni sul materiale genetico in sede di duplicazione del DNA rendono il batterio estremamente incline a sviluppare mutazioni. Se a questo aggiungiamo la presenza di plasmidi e quindi la possibilità di scambiare informazioni con i propri simili arriviamo alla conclusione che il batterio è un campione nella sopravvivenza, in quanto, giocando sui grandi numeri, prima o poi ci sarà sempre un batterio che svilupperà una mutazione in grado di negargli la morte in condizioni che prima gliela assicuravano. Che siano temperature proibitive, farmaci antibiotici, o anticorpi del sistema immunitario, i batteri troveranno a lungo andare un modo per convivere con questi nemici giurati ed arrivare ad esserne immuni. Non a caso un gruppo di ricerca dell’università di Newcastle, diretto dalla ricercatrice Katarzyna Mickiewicz, ha recentemente scoperto un innovativo stratagemma adottato da alcuni batteri, responsabili di infezioni al tratto urinario, per eludere la sorveglianza del sistema immunitario. Questi infatti sono in grado di cambiare la forma della parete cellulare nel momento in cui si sentono minacciati, rendendosi si più fragili, ma allo stesso tempo rendendosi invisibili al sistema immunitario e inattaccabili dagli antibiotici, in quanto entrambi questi strumenti andavano a colpire proprio la tipica struttura della parete batterica. Allo stesso modo è già noto il rischio che comporta un eccessivo ed irrazionale uso di antibiotici per curare patologie. All’aumentare dell’uso di antibiotici, infatti, aumenta anche il numero di batteri che sviluppano in maniera stocastica resistenze ai suddetti, andando a ridurre progressivamente il numero di cure a disposizione dell’uomo.

Risulta evidente dunque come il batterio, esattamente come farebbe ogni altra specie vivente, cerca di sopravvivere come può con i mezzi che ha, riuscendoci anche discretamente bene. Sta a noi a questo punto agire con raziocino per non aiutare oltremodo questo piccolo microrganismo dandogli strumenti per sopravvivere in situazioni dove invece lo vorremmo debellato. Già sono stati isolati numerosi ceppi di batteri, soprattutto in zone ospedaliere, resistenti a quasi il 90% di tutti gli antibiotici conosciuti dall’uomo, e questo dato è semplicemente allarmante. Vi è seriamente il rischio di arrivare un giorno al punto in cui non avremo più farmaci efficaci per debellare comuni infezioni batteriche, e quel giorno sarà ufficialmente la vittoria del batterio sull’uomo. Quel che possiamo fare però è moderare l’uso di cure antibiotiche e migliorare la condizione igenico sanitaria in cui viviamo, limitando così il proliferare dei batteri senza  dare loro l’opportunità di evolversi in super-batteri.

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