Una grave minaccia per la salute

Di recente, il nostro Paese è rimasto sconvolto dalle decine di decessi causati da un'infezione batterica nosocomiale causata da un farmaco contaminato. Il batterio Klebsiella pneumoniae è stata la principale causa biologica di questi decessi. Questo batterio fu scoperto dal patologo tedesco Carl Friedländer nel 1882, che lo osservò nei polmoni di pazienti deceduti per polmonite. L'introduzione della penicillina nel 1929 portò ad antibiotici sempre più efficaci e le malattie infettive batteriche iniziarono a diminuire. Questo declino fu così grave che William H. Stewart, il chirurgo generale degli Stati Uniti, dichiarò davanti al Congresso nel 1969 che l'era delle malattie infettive "stava volgendo al termine".

Tuttavia, a partire dagli anni '80, hanno iniziato a emergere batteri resistenti proprio agli antibiotici che in precedenza li avevano combattuti con successo. È il caso della Klebsiella pneumoniae. Nuovi casi di resistenza batterica agli antibiotici emergono e si diffondono in tutto il mondo ogni giorno, mettendo a repentaglio la nostra capacità di curare malattie infettive comuni, sia negli esseri umani che negli animali.

Un numero crescente di infezioni, come polmonite, tubercolosi, sepsi e malattie trasmesse da alimenti, tra le altre, sta diventando più difficile e talvolta impossibile da trattare , poiché gli antibiotici perdono efficacia contro le popolazioni recentemente resistenti. L'Organizzazione Mondiale della Sanità colloca questa resistenza tra le dieci minacce per la salute più gravi che l'umanità si trova ad affrontare. Questa resistenza batterica è principalmente conseguenza di un processo che la biologia evolutiva chiama "selezione naturale". La selezione naturale è un fenomeno basato sulla popolazione, non sugli individui, poiché è la risposta di una popolazione alle sfide poste dal suo ambiente. È spiegata da quattro fattori: 1) esiste una variazione in alcune caratteristiche tra gli individui all'interno di una popolazione; 2) questa variazione è ereditaria, il che significa che la prole tende ad assomigliare ai genitori più degli individui con cui non è biologicamente imparentata; 3) il meccanismo dell'ereditarietà è l'informazione sullo sviluppo degli organismi contenuta nei geni (DNA) e che viene trasmessa dai genitori alla prole e 4) esiste un diverso successo riproduttivo (capacità di lasciare prole nella generazione successiva) tra individui che presentano diverse varianti di una caratteristica, a seconda dell'ambiente in cui vivono.

In un dato ambiente, una delle varianti aumenta la sopravvivenza e la riproduzione degli individui che la portano . Col tempo, quella popolazione avrà un numero maggiore di individui con quella variante, e tutti gli individui con altre varianti meno adattate a quel particolare ambiente saranno ridotti o addirittura eliminati.

In che modo la selezione naturale influenza l'emergere della resistenza batterica? Inizialmente, gli antibiotici sono efficaci contro ceppi batterici (popolazioni). All'interno dei ceppi, possono esistere alcuni individui resistenti o, nel tempo, possono emergere individui che diventano resistenti a causa di cambiamenti nei loro geni (mutazioni). Questi individui resistenti sono meglio adattati alla sfida posta dall'antibiotico e, a differenza degli individui non resistenti, sono in grado di lasciare una prole nella generazione successiva. Attraverso le generazioni successive, gli individui resistenti diventano la maggioranza . I cambiamenti nei geni che causano resistenza non sono il risultato dell'applicazione di antibiotici, ma esistevano prima della sua applicazione o compaiono casualmente durante il trattamento. Si potrebbe pensare che questa casualità renda improbabile l'emergere della resistenza. Tuttavia, due fatti aumentano questa probabilità: 1) un batterio produce un gran numero di generazioni (con potenziali cambiamenti casuali nei geni) in tempi relativamente brevi, ad esempio, in condizioni appropriate, un singolo batterio Escherichia coli può generare milioni di individui in poche ore, e (2) il fattore umano, generato dall'uso eccessivo o non necessario di antibiotici o dal loro abuso (dosi inappropriate), che favorisce la selezione di microrganismi resistenti.

L'uso degli antibiotici in agricoltura non dovrebbe essere dimenticato, poiché dovrebbe essere limitato al benessere degli animali nella cura o nella produzione, piuttosto che alla stimolazione dello sviluppo, come talvolta accade nell'allevamento di pollame, suini e pesci. La selezione naturale opera sui prodotti del caso, ma questa operazione coinvolge non solo il caso ma anche fattori biologici rigorosi e complessi, come il numero di mutazioni generate, la probabilità che emerga resistenza, il livello di resistenza agli antibiotici, il grado di resistenza e l'intensità delle forze selettive. Pertanto, è impossibile (almeno per ora) prevedere la traiettoria evolutiva dei ceppi batterici. Attualmente, la resistenza batterica agli antibiotici ha un solo fattore correggibile: l'uomo, attraverso un uso prudente e appropriato degli antibiotici .

Professore emerito dell'Università Nazionale di La Plata, membro ordinario dell'Accademia Nazionale di Agronomia e Medicina Veterinaria e membro corrispondente dell'Accademia Nazionale delle Scienze.

Secondo