batteri di 5.000 anni fa sfidano 10 antibiotici moderni
I batteri delle grotte di ghiaccio potrebbero acuire la crisi della resistenza agli antibiotici, o contribuire a risolverla
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I batteri si sono evoluti per adattarsi a tutte le condizioni più estreme della Terra, dal caldo torrido alle temperature ben al di sotto dello zero. Le grotte di ghiaccio sono solo uno degli ambienti che ospitano una varietà di microrganismi che rappresentano una fonte di diversità genetica non ancora studiata a fondo.
Grotta di ghiaccio di Scarisoara, in Romania.
Paun V.I.
Ora, ricercatori rumeni hanno analizzato i profili di resistenza agli antibiotici di un ceppo batterico che fino a poco tempo fa era nascosto in uno strato di ghiaccio di 5.000 anni fa in una grotta di ghiaccio sotterranea - e hanno scoperto che potrebbe essere un'opportunità per sviluppare nuove strategie per prevenire l'aumento della resistenza agli antibiotici e studiare come la resistenza si evolve e si diffonde naturalmente. La scoperta è stata riportata su Frontiers in Microbiology.
"Il ceppo batterico Psychrobacter SC65A.3 isolato dalla grotta di ghiaccio di Scarisoara, nonostante la sua origine antica, mostra resistenza a diversi antibiotici moderni e porta con sé oltre 100 geni legati alla resistenza", ha dichiarato l'autrice, la dott.ssa Cristina Purcarea, scienziata senior presso l'Istituto di biologia di Bucarest dell'Accademia rumena. "Ma è anche in grado di inibire la crescita di diversi 'superbatteri' resistenti agli antibiotici e ha mostrato importanti attività enzimatiche con un importante potenziale biotecnologico".
Antica resistenza ai farmaci moderni
Psychrobacter SC65A.3 è un ceppo del genere Psychrobacter, batteri adattati agli ambienti freddi. Alcune specie possono causare infezioni nell'uomo o negli animali. I batteri Psychrobacter hanno un potenziale biotecnologico, ma i profili di resistenza agli antibiotici di questi batteri sono in gran parte sconosciuti. "Lo studio di microbi come Psychrobacter SC65A.3, recuperati da depositi di ghiaccio di grotte millenarie, rivela come la resistenza agli antibiotici si sia evoluta naturalmente nell'ambiente, molto prima che venissero utilizzati i moderni antibiotici", ha dichiarato Purcarea.
Il team ha perforato una carota di ghiaccio di 25 metri dall'area della grotta nota come Great Hall, che rappresenta una linea temporale di 13.000 anni. Per evitare contaminazioni, i frammenti di ghiaccio prelevati dal nucleo sono stati messi in sacchetti sterili e mantenuti congelati durante il trasporto in laboratorio. Qui i ricercatori hanno isolato diversi ceppi batterici e ne hanno sequenziato il genoma per determinare quali geni permettono al ceppo di sopravvivere a basse temperature e quali conferiscono resistenza e attività antimicrobica.
Hanno testato la resistenza del ceppo SC65A contro 28 antibiotici di 10 classi che sono abitualmente utilizzati o riservati al trattamento delle infezioni batteriche, compresi gli antibiotici che sono stati precedentemente identificati per possedere geni di resistenza o mutazioni che conferiscono loro la capacità di resistere agli effetti dei farmaci. In questo modo è stato possibile verificare se i meccanismi previsti si traducessero in una resistenza misurabile. "I 10 antibiotici a cui abbiamo trovato resistenza sono ampiamente utilizzati nelle terapie orali e iniettabili usate per trattare una serie di gravi infezioni batteriche nella pratica clinica", ha sottolineato Purcarea. Malattie come la tubercolosi, la colite e le IVU possono essere trattate con alcuni degli antibiotici a cui i ricercatori hanno trovato resistenza, tra cui la rifampicina, la vancomicina e la ciprofloxacina.
SC65A.3 è il primo ceppo di Psychrobacter in cui è stata riscontrata la resistenza ad alcuni antibiotici, tra cui trimetoprim, clindamicina e metronidazolo. Questi antibiotici sono utilizzati per il trattamento di UTI, infezioni dei polmoni, della pelle o del sangue e del sistema riproduttivo. Il profilo di resistenza di SC65A.3 suggerisce che i ceppi in grado di sopravvivere in ambienti freddi potrebbero fungere da serbatoi di geni di resistenza, ovvero sequenze specifiche di DNA che li aiutano a sopravvivere all'esposizione ai farmaci.
Potenziale rischioso
Ceppi batterici come quello qui esaminato rappresentano sia una minaccia che una promessa. "Se lo scioglimento dei ghiacci libera questi microbi, questi geni potrebbero diffondersi ai batteri moderni, aumentando la sfida globale della resistenza agli antibiotici", ha detto Purcarea. "D'altro canto, producono enzimi e composti antimicrobici unici che potrebbero ispirare nuovi antibiotici, enzimi industriali e altre innovazioni biotecnologiche".
Nel genoma di Psychrobacter SC65A.3, i ricercatori hanno trovato quasi 600 geni con funzioni sconosciute, il che suggerisce una fonte non ancora sfruttata per scoprire nuovi meccanismi biologici. L'analisi del genoma ha inoltre rivelato 11 geni potenzialmente in grado di uccidere o fermare la crescita di altri batteri, funghi e virus.
Questo potenziale sta diventando sempre più importante in un mondo in cui la resistenza agli antibiotici è una preoccupazione crescente. Risalire ai genomi antichi e scoprire il loro potenziale evidenzia il ruolo importante svolto dall'ambiente naturale nella diffusione e nell'evoluzione della resistenza agli antibiotici. "Questi antichi batteri sono essenziali per la scienza e la medicina", ha concluso Purcarea, "ma un'attenta manipolazione e misure di sicurezza in laboratorio sono essenziali per mitigare il rischio di una diffusione incontrollata."
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Pubblicazione originale
Victoria Ioana Paun, Corina Itcus, Paris Lavin, Mariana Carmen Chifiriuc, Cristina Purcarea; "First genome sequence and functional profiling of Psychrobacter SC65A.3 preserved in 5,000-year-old cave ice: insights into ancient resistome, antimicrobial potential, and enzymatic activities"; Frontiers in Microbiology, Volume 16, 2026-2-17
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