• Antibiotici, allevamenti e antibioticoresistenza
• Conclusioni

Stato dell’arte
Nonostante sia noto come l’uso di antibiotici nella filiera alimentare aumenti il rischio di antibiotico resistenza, continuano ad essere abbastanza comuni. Crescente è però l’utilizzo di alternative non antibiotiche come promotori di crescita. Il loro impatto sul microbioma e resistoma rimane però da chiarire.

Cosa aggiunge questa ricerca
Scopo dello studio è stato quello di valutare l’impatto di comuni antibiotici (carbadox), metalli (rame solfato e zinco ossido) e prodotti naturali (funghi, C. militaris e O. sinesis) usati come promotori di crescita nel profilo batterico e di resistenza (resistoma) fecale nei suini. Un gruppo non trattato è stato considerato come controllo.

Conclusioni
Al pari dell’antibiotico, anche le alternative di crescita sembrerebbero favorire l’antibiotico resistenza agendo in particolare la trasferibilità, aspetto non sempre considerato.

Non solo gli antibiotici, anche alternativi promotori di crescita, sempre più utilizzati nella filiera alimentare, sembrerebbero sostenere l’antibiotico resistenza agendo in particolare sugli elementi mobili dei geni coinvolti aumentandone di conseguenza la diffusione.

Maggiori attenzioni andrebbero quindi fatte in campo di resistenza antibiotica monitorando non solo l’efficacia clinica del farmaco ma anche la trasferibilità di inefficacia.

È quanto conclude lo studio di Johanna Muurinen e colleghi della Purdue University (USA), di recente pubblicato su Scientific Reports.

Antibiotici, allevamenti e antibioticoresistenza

L’uso di antibiotici nella filiera alimentare per diminuirne il rischio di malattie e velocizzarne la crescita ha un lungo passato. Con l’avvento dell’antibiotico resistenza si cerca però di ridurne l’utilizzo seppur non sia stato ancora del tutto eliminato.

Agli antibiotici si affiancano quindi funghi medicinali come Cordyceps militaris e Ophiocordyceps sinensis in grado di produrre composti bioattivi con efficacia antimicrobica e rafforzativa del sistema immunitario o metalli come zinco e rame utili nel contrastare infezioni batteriche, promuovere la crescita e la salute intestinale. Zinco ossido o rame solfato sembrerebbero però favorire l’insorgenza di specifiche resistenze (all’eritromicina ad esempio).

Importante inoltre considerare come quantificare un resistoma (ossia l’insieme di geni di resistenza batterica o ARGs) richieda di considerare eventuali cambiamenti di abbondanza dovuti semplicemente a una modifica del microbioma. I promotori di crescita hanno infatti dimostrato di alterare la composizione batterica suggerendo quindi una possibile influenza anche negli ARGs e relativi elementi genetici mobili (MGEs) utilizzati per il loro trasferimento.

Per approfondire questo aspetto, i ricercatori americani hanno confrontato quindi il microbioma e resistoma fecale di suini trattati con antibiotico (carbadox o AB n=7), zinco ossido e rame solfato (M, n=7), funghi in polvere (F, C. militaris e O. sinesis, n=7) o con nessun trattamento (C, controlli, n=7). Ecco dunque i principali risultati.

Partendo dal confronto dei generi batterici più abbondanti e dei geni più espressi tra i gruppi si è visto una certa analogia. In particolare:

  • Prevotella è risultato essere il genere complessivamente più abbondante e rappresentato principalmente da ceppi produttori di acidi grassi a corta catena (SCFAs)
  • pochi OTUs sono risultati appartenere a un solo gruppo, la maggior parte ha infatti mostrato una condivisione quasi totale tra le condizioni sperimentali
  • non solo il profilo batterico generale è risultato essere comune ai gruppi, anche il resistoma con numeri di ARGs simili (C=110; AB=106; F=100; M=103), la maggior parte dei quali coinvolti nella resistenza a meticilline, tetracicline o MLSBs. Tra gli elementi mobili (MGEs), inserzioni target di sequenza o transposasi sono risultati essere quelli prevalenti
  • di questi, solo 88 ARGs sono stati registrati in un singolo gruppo, la maggior parte ha invece mostrato una condivisione analoga al microbioma

Nonostante l’assenza di differenze significative in termini sia di microbioma sia di resistoma, i ricercatori sono scesi più nel dettaglio riscontrando alcune alterazioni, seppur minori. Tra queste:

  • rispetto ai restanti trattamenti, nel gruppo AB si è registrato un aumento di un non classificato membro di Veillonellaceae accompagnato da un aumento di Streptococcus nonostante abbia comunque mostrato valori superiori nel gruppo con metalli e funghi
  • nel gruppo “metalli” si è invece osservato un decremento di Bifidobacterium e Campylobacter
  • il supplemento dei funghi ha invece diminuito Roseburia favorendo Campylobacter
  • carbadox e i metalli hanno aumentato l’abbondanza relativa del ARG vat(E), i funghi quella di tetW diminuita (inaspettatamente) invece dall’antibiotico assieme a tet(32), erm(B), ermT e tetM rispetto agli altri trattamenti e al controllo

Le eventuali variazioni tassonomiche (OTUs) indotte dai promotori di crescita non sono tuttavia risultati correlate all’alterazione del resistoma (ARGs e MGEs). Associazione positiva invece tra ARGs e MGEs, le cui interazioni sono aumentate nei gruppi in trattamento rispetto al controllo.

Interessante notare come i gruppi AB e M abbiano più network con ARGs contro amminoglucosidi rispetto agli altri gruppi. Il gruppo M ha poi mostrato una resistenza prevalentemente “multipla” (cioè a più antibiotici) mentre quello AB principalmente contro vancomicina.

Analizzando poi gli elementi mobili, la transposasi correlata all’elemento IS1216 ha mostrato la miglior capacità predittiva in termini di profilo batterico e di resistenza. L’uso di metalli ha, ad ogni modo, mostrato la maggior variabilità nella composizione batterica e di resistoma.

Conclusioni

Per concludere dunque, nonostante i promotori di crescita “non antibiotici” quali funghi o metalli non abbiano come target primario la componente batterica, sembrerebbero portare ad alterazioni analoghe in termini di profilo batterico e di resistenza.

Anzi, aumentata rispetto al comune antibiotico è risultata essere l’attività della “parte genetica mobile” con un maggior rischio di trasmissione.