Questo microbo sta diffondendo la resistenza agli antibiotici ad altri batteri

Questo microbo sta diffondendo la resistenza agli antibiotici ad altri batteri royaltystockphoto / Shutterstock

La resistenza agli antibiotici si sta diffondendo rapidamente tutto il mondo. Quando i batteri infettivi si trasformano in un certo modo e poi si moltiplicano, possono diventare resistenti anche ai farmaci più potenti. Ma la ricerca ha rivelato un preoccupante modo alternativo in cui la resistenza agli antibiotici può diffondersi: un organismo che trasmette la sua resistenza ad altri batteri viventi.

A giugno 2012, un uomo 35 di San Paolo si è ritrovato in ospedale con una miriade di problemi. Oltre a una diagnosi di tumore della pelle, gli è stato detto che ospitava un'infezione batterica potenzialmente letale. I medici lo hanno sottoposto a un corso di chemioterapia e antibiotici e il trattamento per uccidere i batteri sembrava fare il suo lavoro. Ma entro un mese la febbre guidata dal microbo era tornata.

Il paziente aveva contratto il noto superbug MRSA (resistente alla meticillina) Staphylococcus aureus). Quindi il team medico si è rivolto a uno degli antibiotici "ultima linea di difesa", il potente vancomicina composta. Questo ceppo di MRSA in origine non aveva alcuna difesa naturale contro la vancomicina, ma ad agosto di quell'anno era diventato resistente, rendendo inefficace il trattamento.

Gli scienziati lo farebbero più tardi scoprire che invece di acquisire resistenza attraverso una semplice mutazione, all'MRSA era stato invece regalato un enorme pezzo di nuovo DNA. All'interno di questa serie di codici genetici donati c'erano le istruzioni per le proteine ​​che avrebbero tenuto i batteri al sicuro dal lavoro distruttivo dell'antibiotico. A MRSA era stata data una mano vincente, ma da dove proveniva questo DNA?

entrare Enterococcus faecalis. Questo insetto è in genere descritto come un batterio commensale (uno dei nostri "batteri buoni"), che vive felicemente nelle nostre viscere senza causare danni. I nostri tratti digestivi sono un alveare di attività microbica, ospitando organismi monocellulari in trilioni. Il cosiddetto microbioma è incredibilmente importante per mantenere un intestino umano sano, ma aiuta anche a sopprimere il lato sinistro degli insetti come le feci.

Quando i pazienti con sistema immunitario indebolito vengono sottoposti a trattamenti antibiotici, questo lato indesiderato può prosperare. Quando ci vengono somministrati antibiotici, spazzano indiscriminatamente tutti i batteri che non hanno difese naturali, a volte eliminando il microbioma intestinale di molti dei suoi abitanti amici. Ma faecalis è intrinsecamente attrezzato con un arsenale di meccanismi di resistenza naturale all'interno del suo DNA, che spesso gli consente di sopravvivere.

Senza vicini oppressivi in ​​giro o con un sistema immunitario capace di tenerli sotto controllo, le feci e i suoi coetanei resistenti proliferano e prosperano, dividendosi felicemente per spostarsi nel nuovo immobile disponibile dell'intestino. E in breve tempo entrano in stretto contatto con i loro vicini resistenti e potenzialmente patogeni.


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Scambio di informazioni

Quando gli umani si incontrano spesso scambiamo idee attraverso il linguaggio. Ma quando i batteri si uniscono possono scambiarsi informazioni attraverso istruzioni codificate nel DNA. Questo è noto come trasferimento genico orizzontale, dove copie del DNA si spostano da una cellula all'altra. Purtroppo, E. faecalis e i suoi compatrioti superbug hanno tutte le migliori informazioni da condividere, informazioni che consentono loro sopravvivere agli antibiotici.

Ma faecalis ha fatto un ulteriore passo avanti nel suo percorso evolutivo, diventando uno dei principali commercianti di resistenza agli antibiotici. Un meccanismo di difesa utilizzato dai batteri per proteggersi dal codice genetico indesiderato è il sistema CRISPR-cas9, che gli scienziati stanno ora utilizzando come metodo per modificare il DNA. Il sistema ha avuto origine come mezzo per tagliare a pezzi il DNA virale e altri codici genetici potenzialmente pericolosi prima che causasse loro danni.

E. faecalis una volta ospitava l'importante sistema CRISPR-cas9 ma, sorprendentemente, sacrificava il meccanismo di difesa in modo che ogni tipo di DNA potesse entrare e rimanere all'interno delle pareti della cellula. Questa era una strategia rischiosa, ma alla fine si è rivelata utile, sbloccando i mezzi affinché le feci potessero acquisire e successivamente trasmettere parti della conoscenza genetica. Fu attraverso questo progetto di guadagno e scambio che fecero le feci resistenza alla vancomicina su MRSA.

Questo microbo sta diffondendo la resistenza agli antibiotici ad altri batteri
La resistenza agli antibiotici minaccia la nostra capacità di trattare infezioni gravi. Titikul B / Shutterstock

Gli antibiotici svolgono un ruolo critico nella medicina moderna. Sono usati abitualmente per curare le malattie infettive, somministrati preventivamente dopo l'intervento chirurgico e hanno contribuito ad aumentare l'aspettativa di vita media di una media di 20 anni in tutto il mondo. Questo rende il trattamento della resistenza agli antibiotici uno dei problemi più urgenti affrontato dalla nostra specie oggi. Eppure, in batteri come le feci, gli scienziati hanno scoperto che i microbi colludono per intensificare il pericolo presentato dalla resistenza agli antibiotici evoluta.

Questo rende la comprensione E. faecalis di fondamentale importanza. Eppure gran parte della resistenza intrinseca naturale del microbo rimane avvolta nel mistero. Frustrantemente, le feci hanno spesso un asso nella manica quando sfidate dagli antibiotici. Se eliminiamo un pezzo integrale di DNA, ad esempio, troviamo spesso che le feci hanno un'altra sezione di DNA che può svolgere lo stesso ruolo, fornendo resistenza agli antibiotici a prescindere. Tuttavia, non comprendiamo ancora fino in fondo quali parti di DNA hanno piani di backup genetici e quali no.

Un pezzo di DNA senza backup costituirebbe un bersaglio ideale per i farmaci. E per fortuna, siamo in grado di identificare questi pezzi vitali in laboratorio eliminando gradualmente segmenti di DNA. Uno ad uno, ogni eliminazione ci porterà ad un passo verso l'identificazione di porzioni chiave di codice genetico che sono fondamentali E. faecalis sopravvivere. Questo ci rende fiduciosi che presto saremo in grado di impilare il mazzo a nostro favore contro questo parsimonioso agente patogeno opportunistico, e infine rimuovere il banco dal gioco.The Conversation

Informazioni sugli autori

Sali Morris, Candidato al dottorato, Università di Bath e James S. Horton, Candidato al dottorato, Università di Bath

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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