L’ORNITORINCO CI SALVERÀ DAI BATTERI

L’ORNITORINCO CI SALVERÀ DAI BATTERI

Alcuni ricercatori australiani hanno trovato una potente proteina antibatterica nel latte degli ornitorinchi. La ricerca di nuovi antibiotici per combattere i batteri impegna molti microbiologi nel mondo, visto che dall’inizio degli anni ottanta del secolo scorso alcuni batteri sono risultati mutati e resistenti agli antibiotici.

La scoperta degli antibiotici è stata fondamentale per debellare i batteri e innalzare l’aspettativa di vita dell’uomo. Prima dell’uso degli antibiotici si moriva prevalentemente di malattie infettive.

Foto al microscopio del temibile batterio stafilococco aureo

Da una ricerca del 2015 dell’Organizzazione mondiale della sanità si è scoperto che nei 22 Paesi da cui si sono ottenuti i dati, mezzo milione di persone è stato colpito da batteri resistenti all’azione degli antibiotici.

Batteri resistenti agli antibiotici

Si prevede nel 2025, nella sola Europa, un milione di morti a causa dei batteri resistenti agli antibiotici. Nel 2050 il numero dei morti per malattie infettive arriverà a 10 milioni l’anno. Supererà il numero di morti causate dal cancro. Questo avverrà se non si trova un rimedio ai batteri resistenti agli antibiotici.

Il microscopio e la scoperta dell’infinitamente piccolo

Fino al seicento rimase avvolta nel mistero la trasmissione delle malattie infettive. In caso di epidemie si parlava di untori che sporcavano con sostanze infette le case delle persone sane. Questo perché non si potevano osservare a occhio nudo né i minuscoli batteri, né  tantomeno i virus, che sono 100 volte più piccoli. La scoperta del microscopio risale ai primi esperimenti sulle lenti eseguiti nel 1590 da Hanse e Zacharias Jansen, due fabbricanti di occhiali olandesi.

Un altro olandese, Antonie van Leeuwenhoek, fu il primo ad osservare i batteri con i microscopi che si era costruito da solo. Li vide muoversi e comprese che erano esseri viventi. Li chiamò animalcula, cioè piccoli animali. A metà ottocento un naturalista tedesco li chiamò con il termine latino bacterium, cioè bastoncino. Gli fu ispirato dalla forma dei batteri che aveva osservato.

Cellula batterica

I batteri sono veri e propri esseri viventi. Non sono né piante né animali, ma appartengono a un gruppo a sé stante. Sono apparsi sulla Terra nella notte dei tempi, quando non c’era ancora nessun animale.

Sono dappertutto e vivono in colonie. Alcuni possono sopravvivere dove nessun altro organismo vivente potrebbe (temperature estreme, pressioni elevatissime, ambienti pieni di sostanze tossiche).

Si presentano in tre differenti forme: sferica (chiamati cocchi), a bastoncino (bacilli; se sono curvi vibrioni), a spirale (spirilli o, se la spirale è molto stretta, spirocheti).

La riproduzione avviene per divisione semplice. Si ha dapprima una crescita della dimensione del batterio e poi la scissione in due batteri identici all’originale.

Cellula procariota dell'Rscherichia coli, scansione al microscopio elettronico

Batteri dell’escherichia coli

Non tutti i batteri sono nocivi. Molti sono essenziali per la nostra vita. Il corpo umano contiene enormi quantità di batteri innocui, se non utili, come quelli presenti nel sistema gastrointestinale che aiutano la digestione e l’assimilazione.

Nella foto sopra possiamo vedere un’immagine fatta al microscopio elettronico dei batteri escherichia coli. Vivono normalmente nell’intestino e aiutano la digestione. Ci sono però alcuni ceppi responsabili di attacchi di nausea, di vomito, di diarrea anche con perdite di sangue o di infezioni alle vie urinarie. I ceppi pericolosi secernono liquidi tossici.

Yersinia pestis, il batterio della peste

Alcune delle malattie che hanno causato più morti, soprattutto nel passato, sono state causate dai batteri. Colera, difterite, peste, dissenteria, polmonite, tubercolosi, tifo sono solo alcune delle più note.

La trasmissione dei batteri può avvenire in diversi modi, a seconda della  provenienza dell’infezione e della via di trasmissione. Le sorgenti del contagio possono essere biologiche, rappresentate da altri individui, da animali e da insetti. Possono provenire dall’ambiente, cioè dall’acqua, dal cibo e dagli strumenti chirurgici. Le vie di trasmissione possono essere la via aerea, il contatto sessuale, il morso di un animale o la puntura di un insetto. Il contatto di lesioni con la fonte di infezione, l’ingestione di alimenti o acqua infetti, anche gli interventi chirurgici possono causare il contagio.

Linfociti T del sistema immunitario che attaccano i batteri pericolosi per l’organismo

 

Quando i batteri riescono a penetrare nel nostro corpo provocano una reazione uguale a quella che provoca un aggressore. Il nostro organismo produce sostanze che causano la rottura della membrana esterna dei batteri. Arrivano anche cellule immunitarie che inglobano e uccidono i batteri nocivi.

Se nonostante questo i batteri riescono a moltiplicarsi, il sistema immunitario si attiva producendo anticorpi specifici contro i batteri e inviando i linfociti T a distruggerli.

I farmaci specifici per controllare e risolvere le infezioni causate da batteri sono gli antibiotici. In genere sono in grado di restituirci la salute.

 

Gli antibiotici

28 settembre 1928, Alexander Fleming scopre la penicillina

Nel 1928 il medico scozzese Alexander Fleming scoprì la penicillina. Aveva notato che in natura alcune sostanze erano in grado di distruggere i batteri. Aveva capito che l’unico modo per eliminarli era quello di continuare a cercare un antidoto naturale. Alcuni italiani avevano scoperto le proprietà antibatteriche delle muffe.

Piastre di Petri con colonie batteriche

Fleming nel 1928 si imbatté nel suo laboratorio in una piastra di Petri, che è il vetrino che vedete sopra, su cui una muffa impediva la crescita dei batteri.

La penicillina

L’efficacia della muffa, cioè del fungo, fu provata sugli streptococchi, sugli stafilococchi, sui bacilli della difterite e del carbonchio. Era inefficace sui batteri del tifo. La muffa era il penicilium notatum, da cui derivò l’antibiotico che prese il nome di penicillina. La penicillina della muffa non era pura. Serviva pura perché sarebbe stata più efficace, ma era difficile produrla.

Manifesto pubblicitario della penicillina degli anni 40. Dice: “Grazie alla penicillina tornerà a casa”

Nel 1942 si tenne  una conferenza tra le industrie farmaceutiche, la comunità scientifica e il governo britannico. Si decise di produrre la penicillina con un grande sforzo di collaborazione in modo da poter curare i reduci dal fronte della Seconda guerra mondiale e gli altri malati.

La ricerca scientifica ha prodotto una ventina di farmaci e di classi di antibiotici per curare le malattie batteriche. Le maggiori scoperte risalgono al secolo scorso. Poi la ricerca ha rallentato. La stessa organizzazione mondiale della sanità era convinta che il problema delle malattie infettive di origine batterica fosse in via di soluzione con gli antibiotici presenti sul mercato. Le aziende farmaceutiche impegnarono le loro risorse in campi che sembravano più promettenti e redditizi.

Ma fin dal 1945, l’anno in cui fu conferito il premio Nobel a Fleming e ai suoi collaboratori, lo scienziato previde la progressiva resistenza dei batteri agli antibiotici.

Resistenza agli antibiotici

La fabbrica dei batteri resistenti

Per resistenza agli antibiotici si intende un fenomeno per cui un batterio risulta essere resistente a un farmaco antibiotico. Fu documentata sperimentalmente per la prima volta nel 1952 su un ceppo di shigella, un batterio intestinale che vive solo nell’uomo. Passa da uomo a uomo per contatto o attraverso la contaminazione di liquidi infetti provocando la dissenteria.

Il batterio che si isolò era resistente alle tetracicline, alla streptomicina e ai sulfamidici. Nel 1959 la multiresistenza era trasferibile da shigella a escherichia coli.

Il batterio della gonorrea è tornato a essere pericoloso perché sta diventando sempre più resistente

Come faccia il batterio a diventare resistente è un processo che in parte si conosce. In natura alcuni batteri non sono attaccati da un certo tipo di antibiotico. Per esempio la penicillina era inefficace per il tifo. Però si osservano batteri che venivano distrutti o resi inattivi da un determinato antibiotico e che invece ora sono in grado di resistere. Ogni batterio è il clone del batterio da cui deriva. Nel processo di replica alcuni batteri sono leggermente diversi perché la clonazione ha un margine di errore. Se il clone leggermente diverso non è più il bersaglio perfetto per un antibiotico specifico sopravvive all’attacco. È in grado di trasmettere agli altri batteri la mutazione genetica con un messaggio chimico attraverso il contatto. Il batterio mutato infila il pilo (cioè il filamento) dentro un batterio non mutato e lo trasforma geneticamente. In questo modo si avranno tanti batteri mutati. L’esposizione all’antibiotico aumenta la possibilità che si formino batteri resistenti.

Oggi c’è un consumo esagerato di antibiotici

La prima regola degli antibiotici è cercare di non usarli, la seconda è di non usarne troppi. Poiché l’uso sconsiderato degli antibiotici determina l’aumento della antibioticoresistenza bisogna usare gli antibiotici solo quando servono e se servono. Allo stato attuale noi sappiamo che non servono per i virus. Il raffreddore è causato da un virus su cui l’antibiotico non serve. Per i virus serve l’immunità che si raggiunge con le vaccinazioni qualora esista una vaccinazione. Per evitare di dover poi usare dosi massicce di antibiotici, per possibili complicanze, occorre sottoporre i bambini alle vaccinazioni.

Antibiotici usati per l’allevamento degli animali

La troppa esposizione agli antibiotici che causa la resistenza pare sia dovuta per la maggior parte all’ingestione di carne di animali da allevamento trattati con gli antibiotici. Non stiamo colpevolizzando l’uso veterinario degli antibiotici. È un uso importante ed essenziale per mantenere in buona salute il nostro patrimonio zootecnico.

Allevamento maiali

 

Purtroppo si abusa di antibiotici per rendere possibile l’allevamento e la crescita degli animali in condizioni poco sane. Poiché una gran parte del cibo prodotto va sprecato, occorrerebbe una maggior razionalizzazione delle risorse per evitare di dover ricorrere in modo massiccio agli antibiotici. Dall’inizio del duemila l’Europa ha proibito l’uso degli antibiotici sugli animali per farli ingrassare. Negli Stati Uniti sono state fatte proposte in tal senso che per ora non sono state approvate.

Disco antibiogramma

Quando si sospetta che un paziente sia affetto da una malattia batterica sarebbe importante un’indagine immediata per verificare se non sia stato colpito da un batterio resistente. L’esame è l’antibiogramma. Si inseriscono i fluidi corporei provenienti dal malato in un terreno di coltura ove si fanno reagire con svariati antibiotici. A seconda della crescita dei batteri si può capire e valutare l’efficacia dell’antibiotico. Alcune volte non è possibile fare questo esame perché richiede almeno due o tre giorni. Spesso i pazienti sono in condizioni critiche e si deve intervenire immediatamente. Si ricorre allora ad antibiotici a largo spettro.

Le infezioni batteriche ospedaliere

Un ospedale

 

Le corsie degli ospedali sono i luoghi dove si può contrarre un’infezione batterica causata da un batterio antibiotico resistente. Il 6% dei pazienti ospedalizzati si infetta. Poiché in ospedale si usano molti antibiotici, i batteri sopravvissuti potrebbero essere mutati e resistere agli antibiotici. La popolazione italiana è invecchiata e necessita di operazioni invasive dovute ai problemi legati all’età. Sono aumentati gli inserimenti di protesi d’anca, la sostituzione delle valvole cardiache, l’inserimento di stent. Durante tutte le operazioni vengono inseriti nei malati cateteri, tubi oro-esofagei e altri strumenti. Attraverso questi canali i batteri possono entrare in profondità. Se sono del tipo antibiotico resistente, il paziente indebolito può anche soccombere.

Stafilococco aureo meticillino resistente Mrsa

Uno dei più temibili batteri ospedalieri mutati è lo stafilococco aureo meticillino resistente. È resistente alle penicilline e alle cefalosporine. Di solito si cura eliminando il focolaio di infezione, quindi togliendo la protesi o la valvola infetta. Una seconda  operazione, a breve distanza dalla prima che lo ha infettato, può essere fatale al malato. Contemporaneamente si procede con fleboclisi di antibiotici sulla base dei risultati degli esami relativi alla resistenza del batterio. Si è costatato che alle volte risultano efficaci vecchi antibiotici ormai dimenticati come la streptomicina, che aveva contribuito a debellare la tubercolosi nella seconda metà del secolo scorso.

Che fare?

Lavarsi frequentemente le mani è ancora un mezzo per contenere le infezioni da stafilococco aureo

Poiché spesso la trasmissione dello stafilococco aureo avviene attraverso il contatto, lavarsi frequentemente le mani è ancora un ottimo deterrente al contagio.

Occorre incrementare la ricerca di nuovi antibiotici più efficaci. Gli ultimi arrivati sono gli antibiotici polipeptidici, tra i quali tirotricina e polimixina B, o il teixobactin, quest’ultimo scoperto nel 2015 e in attesa di sperimentazione clinica. Pare che il teixobactin non produca alcuna mutazione nei batteri e quindi non attivi nessuna resistenza. Questo avverrebbe perché il teixobactin non si legherebbe alle proteine batteriche che sono mutevoli, ma alle molecole lipidiche che sono molto più stabili.

Il teixobactin è efficace contro il clostridium difficile, lo stafilococco aureo e il mycobacterium tubercolosis.

Il latte dell’ornitorinco

L’ornitorinco

L’ornitorinco è un animale australiano della famiglia dei monotremi. Ha un becco da anatra e le zampe palmate. È un mammifero e quindi allatta i piccoli, ma diversamente dagli altri mammiferi depone le uova. Ha due speroni nelle zampe posteriori che contengono veleno.

Cuccioli di ornitorinco

Si nutre di insetti e di piccoli animaletti. Passa molto tempo in acqua, anche in fiumi le cui acque sono degradate. La femmina non ha le mammelle per allattare i piccoli, il latte fuoriesce da pori sotto il ventre. I piccoli lo leccano. Gli scienziati si sono chiesti come fosse possibile che i piccoli ornitorinchi non si infettassero poiché il latte fuoriusciva quasi a livello del terreno. L’ornitorinco, infatti, ha le zampe non sotto alla pancia ma posizionate lateralmente come i coccodrilli.

Proteina battericida del latte di ornitorinco

L’analisi del latte di ornitorinco ha rivelato che contiene una proteina con un forte potere battericida. Le speranze nel nuovo antibiotico sono molto alte, ma devono ancora essere completate le prove cliniche.

 

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