Resistenza e tolleranza agli antibiotici: nuove acquisizioni

L’articolo del sito “Le Scienze”, citato nella domanda, si riferisce ad una pubblicazione recentemente comparsa sulla rivista Nature (1). Si tratta di uno studio alquanto interessante che affronta il tema dei possibili fallimenti della terapia antibiotica nei confronti dei batteri. Il batterio considerato nello studio è l’ Escherichia coli, ma gli Autori dello studio pensano che i risultati ottenuti siano applicabili ai batteri più in generale.

I batteri tendono a superare lo “stress antibiotico” attraverso due meccanismi: la “resistenza” e la “tolleranza” all’antibiotico. La resistenza a uno o più antibiotici (cioè l’insensibilità assoluta e persistente all’azione lesiva dell’antibiotico) è la capacità di un microrganismo di sopravvivere e crescere anche in presenza costante di antibiotico, a condizione però che la concentrazione della sostanza non sia troppo alta. La tolleranza invece è la capacità di sopravvivere alle alte concentrazioni di antibiotico finché la concentrazione di antibiotico diminuisce, e finora i meccanismi che ne sono alla base sono stati poco studiati. La resistenza si sviluppa attraverso alcune specifiche mutazioni di geni batterici (che vengono trasmesse alle generazioni successive, figliate dai ceppi attaccati originalmente dall’antibiotico a bassa concentrazione) mentre la tolleranza è indipendente dall’acquisizione di tali mutazioni.

Spiegano i ricercatori che quando un batterio si colloca in un nuovo ambiente (il terreno di coltura del laboratorio o un essere vivente) esso gode di un periodo di latenza prima di incominciare a moltiplicarsi in misura esponenziale e quindi a far crescere la sua colonia: questo periodo è definito dagli autori come lag time. Questo intervallo di latenza o quiescenza può durare ore o giorni. Quando una colonia batterica si trova in un ambiente bombardato da antibiotici ad alta concentrazione (un ambiente quindi del tutto nuovo per loro), come avviene nei trattamenti di infezioni nell’uomo, i batteri entrano nella fase di quiescenza, sulla quale l’antibiotico (abitualmente attivo sui batteri in fase moltiplicativa) non ha potere. I batteri tendono ad aggiustare il meccanismo di tolleranza by lag ai tempi di permanenza dell’alta concentrazione di antibiotico, per poi riprendere ad evolvere normalmente quando la concentrazione antibiotica diminuisce significativamente. Gli autori di questo studio hanno individuato dei geni batterici che regolano questa ottimizzazione del lag time in rapporto alla durata dell’alta concentrazione di antibiotico. Queste nuove conoscenze possono aprire la strada all’individuazione di interventi che consentano di contrastare i meccanismi di tolleranza e lo sviluppo di quelli di resistenza agli antibiotici.

1. Ofer Fridman, et Al. Optimization of lag time underlies antibiotic tolerance in evolved bacterial populations. Nature (2014). doi:10.1038/nature13469