• Antibiotico resistenza: problematica sanitaria globale
• Lo studio sul microbiota nasofaringeo dei bovini
• Conclusioni

Stato dell’arte
Nonostante l’importanza del problema, se e come la somministrazione di antibiotici e la gestione del letame influenzino la diffusione di geni di resistenza batterica nel bestiame rimane ancora da valutare.

Cosa aggiunge questa ricerca
Scopo dello studio è stato quello di confrontare gli effetti di una differente gestione del letame durante la fase di compostaggio (> 55 °C × 3/15 giorni) proveniente da capi trattati con o senza antibiotici analizzandone il profilo batterico e la quota di geni di resistenza batterica (ARGs) o “resistoma”.

Conclusioni
Il compostaggio ha la maggiore influenza sulla composizione del resistoma mentre limitate differenze sono emerse in funzione della terapia antibiotica. La riduzione degli ARGs sembrerebbe quindi supportare l’utilità del compostaggio nel limitare la diffusione di resistenza nonostante non sia la soluzione definitiva. Ulteriori misure andrebbero quindi adottate.

Il compostaggio, cioè il trattamento del letame ad alte temperature con lo scopo principale di ottenere fertilizzanti riducendone l’odore, sembrerebbe incidere positivamente anche sulla presenza di geni di resistenza batterica rispetto al letame originario seppur non in maniera risolutiva. Ulteriori misure andrebbero quindi adottate nella gestione degli allevamenti al fine di ridurre la diffusione del grande problema dell’antibiotico resistenza.

È quanto afferma lo studio di Ishi Keenum e colleghi della Virginia Tech di Blacksburg (USA) di recente pubblicato su Microbiome.

Antibiotico resistenza: problematica sanitaria globale

L’antibiotico resistenza è un problema di salute mondiale a partire dagli allevamenti nei quali l’uso improprio fa registrare alti tassi di trasmissione all’uomo dopo il consumo delle carni.

Quasi tutti gli antibiotici sono poi escreti con le feci e i loro residui persistono attivi nel suolo, acque e letame con considerevoli effetti sulla comunità batterica locale. Il letame soprattutto contiene alti livelli di geni batteri antibiotico-resistenti anche in assenza di terapia antibiotica (probabilmente provenienti dalla madre o dall’ambiente).

Da qui la diffusione di geni responsabili della resistenza (ARGs) (che nel complesso vanno a formare il “resistoma”) e di elementi genetici mobili (plasmidi ad esempio) coinvolti nel trasferimento di questa resistenza. L’uso del letame ha però di contro mostrato notevoli benefici apportando preziosi nutrienti al terreno senza dover ricorrere a fertilizzanti chimici.

Per diminuirne la carica batterica (e l’odore) ha ormai preso piede il compostaggio che si basa sul riscaldare a oltre 55°C il letame lasciandolo fermo (maniera statica) o in rotazione per 3 giorni (bassa scala) o 15 giorni (larga scala) abbassando poi a 35-45°C fino al termine dello studio. Con la diminuzione dei batteri si ipotizza quindi anche una riduzione del rischio di diffusione di resistenza al suolo.

Lo studio sulle procedure di compostaggio

Per approfondire questo concetto i ricercatori americani applicando tecniche di metagenomica sono andati a confrontare diverse procedure di compostaggio (fisso per 3 giorni, in movimento per 15 in bassa e larga scala) sulla composizione e mobilità dei ARGs in letame da 18 esemplari trattati o meno con terapia antibiotica a diverso dosaggio.

I campioni (n=270) sono stati quindi raccolti a 0, 4, 7, 14, 21, 28, 35, e 42 giorni dall’inizio del compostaggio per osservarne anche l’effetto nel tempo. Vediamo cosa ne è emerso.

Partendo dall’analisi del profilo batterico generale si è visto che:

  • il patogeno E. coli si è ridotto progressivamente durante lo studio
  • la composizione tassonomica ha mostrato una correlazione con i giorni trascorsi dal compostaggio più che con il gruppo di appartenenza (con o senza antibiotici)
  • la terapia antibiotica ha influenzato significativamente la composizione iniziale del microbiota, differenze però attenuate durante la fase di compostaggio
  • nei primi quattro giorni, indipendentemente dalla modalità statica o rotativa del compostaggio, l’espressione di Bacilli è aumentata considerevolmente mentre quella di Clostridia e Methylacidiphilae ha mostrato l’andamento opposto

L’analisi del resistoma è stata quindi condotta su 60 campioni prelevati all’inizio (giorno 0), durante la fase detta “termofilica” (giorno 4) e al termine del processo (giorno 42) osservando:

  • un decremento tempo-dipendente significativo di ARGs sia in termini di abbondanza relativa sia totale suggerendo come in generale il compostaggio incida sui batteri che li esprimono
  • nessuna differenza tra i gruppi (antibiotico o no) in termini di ARGs né all’inizio dello studio né al termin
  • l’alpha diversity attribuita a ARGs si è mostrata di 1.76–12.8 ARGs/milione di letture con un significativo decremento per il gruppo con antibiotici indipendentemente dalla procedura di compostaggio
  • nonostante la diminuzione di ARGs, gli elementi di trasmissione (geni associati a plasmidi) sono aumentati nel tempo indipendentemente dal gruppo o dal compostaggio
  • 39 ARGs e relativi geni di trasferimento sono risultati generalmente presenti durante tutto il compostaggio probabilmente da ricondurre a Staphylococcus, Streptococcus, e Vibrio, ceppi tipicamente noti per la resistenza ad aminoglicosidi, sulfonamidi e trimetoprim
  • in termini di classi individuali e meccanismi di resistenza, l’abbondanza di ARGs corrispondenti a trimetoprim, tetracicline e macrolidi-lincosamide-streptogramina ha mostrato un decremento con il tempo
  • un sottogruppo di ARGs “clinicamente rilevanti” in quanto riferiti ad antibiotici correntemente in uso, hanno mostrato un collettivo incremento con il tempo di compostaggio, quelli relativi ai beta-lattamici in particolare, indipendentemente dall’avvenuta somministrazione
  • l’abbondanza assoluta dei geni sul1 e intI1 ha mostrato un incremento durante il compostaggio in tutte le condizioni sperimentali. Di contro, tet(W) è diminuito con il tempo mostrando differenze (solo questo gene) in base alla terapia antibiotica nonostante (e inaspettatamente) abbia mostrato un decremento più rapido nel gruppo trattato

Risultati in linea anche quando le analisi sono state condotte su campioni di compostaggio in larga scala (> 55°C per 15 giorni). Sono tuttavia state registrate differenze tassonomiche con, in generale, una maggior diversità. Contenuto relativo maggiore anche di ARGs sebbene non ne siano stati trovati di “clinicamente rilevanti” e solo tre abbiano mostrato di persistere durante tutto il processo (ARGs di Vibrio Staphylococcus contro aminoglicosidi e bleomicina) facendo concludere quindi un minor rischio di trasmissione di resistenza.

Conclusioni

Per concludere quindi, il compostaggio sembrerebbe influenzare le caratteristiche del resistoma del letame diminuendone l’abbondanza relativa e totale di molti ARGs.

La non totale eliminazione sottolinea tuttavia la necessità di ulteriori misure di controllo del rischio di trasmissione. L’uso di antibiotici nell’animale non ha invece mostrato grosse differenze con il non utilizzo probabilmente a causa di un profilo di resistenza già marcato come condizione di partenza.

FONTEMicrobiome
Laureata in Farmacia, Master di I^ livello in Ricerca Clinica presso l'Università di Milano. Borsista in Ricerca Biomedica dal 2017 al 2018 presso l'Istituto Mario Negri IRCCS, ha intrapreso il percorso di dottorato in Scienze Farmaceutiche all'Università di Milano.