La diffusione di ceppi antibiotico-resistenti nell’ambiente è un problema diffuso. La loro selezione comincia laddove residui di antibiotici entrano in contatto con l’ambiente. Ciò può avvenire in fase di smaltimento, ma anche come conseguenza del loro utilizzo per il trattamento delle infezioni umane o nell’ambito di allevamento e agricoltura. Ma questo è solo l’inizio del viaggio dei batteri resistenti. Anche a causa dell’incapacità da parte degli impianti di depurazione di trattare l’antibiotico-resistenza, infatti, questi ceppi si diffondono nelle varie matrici ambientali, in primis nelle acque superficiali.
Analizzare il problema non è affatto semplice. Il gruppo di ricerca dello ZooPlantLab del Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze dell’Università di Milano Bicocca però ci ha provato, nell’ambito del progetto 4F (FineFeedForFish) relativo alla sostenibilità dell’acquacoltura. A raccontare com’è andata è Antonia Bruno, assegnista di ricerca.
Dalla sostenibilità ambientale di un allevamento ittico all’antibiotico-resistenza
Il gruppo di ricerca ha pensato di investigare la presenza di ceppi resistenti agli antibiotici nell’acqua mentre era impegnato nell’analisi di diversi aspetti di un allevamento ittico in un’ottica di sostenibilità ambientale. L’indagine quindi non era affatto il focus del progetto. Ma essendo consapevoli della diffusione dell’antibiotico-resistenza nell’ambiente e visto che l’acqua dell’allevamento proveniva direttamente dal fiume in cui è situato, il progetto è sembrato una buona occasione per indagare questa problematica.
Per farlo il gruppo ha deciso di utilizzare le tecniche di Next Generation Sequencing (NGS). Si tratta di tecnologie che permettono di processare tutti i genomi presenti in un campione in maniera pressoché simultanea, grazie alle quali è stato possibile analizzare l’intero microbioma presente nei campioni di acqua prelevati.
Non solo analisi genomica dei ceppi coltivabili, quindi, ma anche di quelli che normalmente non crescono in condizioni sperimentali. Uno dei limiti delle tecniche microbiologiche tradizionali è infatti la possibilità di studiare solo i ceppi coltivabili in laboratorio, che sono però soltanto una parte di quelli realmente presenti nella matrice ambientale. Superare questo limite, quindi, è fondamentale per avere una buona approssimazione della quantità di antibiotico-resistenza presente.
I risultati
Il gruppo ha scoperto che le acque dell’allevamento contenevano diversi geni portatori di antibiotico-resistenza. L’identificazione dei ceppi resistenti è invece attualmente in corso: quelli finora analizzati appartengono al genere Aeromonas, che può essere patogeno per gli esseri umani. Per identificare i geni di interesse, la ricerca si è focalizzata sull’elemento genetico mobile Int1, che indica la facilità con cui i batteri compiono trasferimento genico orizzontale. Questo infatti è il meccanismo principale con cui i batteri acquisiscono resistenza, quindi è un’ottimo metodo per studiarne la presenza.
Allargando l’analisi alle acque a monte dell’allevamento, il gruppo ha inoltre scoperto che i geni resistenti erano presenti anche prima della struttura. A dimostrazione che, nel caso oggetto dello studio, l’allevamento non ha influito sulla selezione dell’antibiotico-resistenza.
La sua acquisizione da parte dei microrganismi, infatti, è una tendenza naturale, una risposta evolutiva dei batteri rispetto alla minaccia rappresentata per loro dai residui di antibiotici. A noi il compito di non generare troppa pressione selettiva, per evitare di favorirli.
Perché la presenza di antibiotico-resistenza nelle acque superficiali ci riguarda da vicino?
Gli esseri umani non sono certo organismi svincolati dal contesto. Viviamo a stretto contatto con gli altri organismi viventi, non solo selvatici. Anche gli animali allevati, infatti, possono assumere caratteristiche dall’ambiente, così come le piante coltivate. Inoltre l’uso da parte degli esseri umani delle acque superficiali può rappresentare una fonte diretta di esposizione.
Secondo Antonia Bruno, in questo senso la sensibilizzazione è un’arma importante. Coinvolgere gli stakeholders e l’opinione pubblica è fondamentale e la divulgazione è uno strumento molto utile per avvicinare il loro mondo a quello della ricerca.
Proprio come in battaglia, facciamo alleanze ed elaboriamo strategie per vincere, ma i batteri sono sempre un passo avanti a noi. L’unico modo per cercare di ribaltare la situazione è partire dall’analisi del microbioma: conoscere il nemico per vincere la guerra.
Antonia Bruno (ZooPlantLab)
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