La rapida comparsa di batteri resistenti ai farmaci si sta facendo sentire in tutto il mondo e sta diventando una questione sanitaria sempre più seria. I risultati di un nuovo studio potrebbero però fornire nuove informazioni su come le diverse concentrazioni di farmaci siano in grado di influenzare l’evoluzione della resistenza nei batteri come l’Escherichia coli, che possono causare infezioni potenzialmente letali.
Batteri come Escherichia coli stanno aumentando notevolmente la loro resistenza ai farmaci antibatterici
La resistenza agli antibiotici può infatti emergere quando si verifica una mutazione genetica in un singolo batterio, tale da consentirgli di sopravvivere al farmaco. Mentre i batteri più vulnerabili muoiono, il nuovo ceppo si moltiplica. Sono necessarie quindi sempre più mutazioni affinchè i batteri diventino resistenti agli antibiotici; tuttavia, ogni mutazione presenta alcune peculiarità. Ad esempio, una mutazione che consente ai batteri di sopravvivere ad un determinato antibiotico può rallentare la crescita dell’organismo quando non è in circolo alcun antibiotico.
“La popolazione batterica in evoluzione può diventare molto resistente, ma in una situazione più complessa nell’organismo dell’ospite ci si aspetta che i batteri non mutino eccessivamente e che abbiano meno probabilità di diventare resistenti“, spiega Suman Das, ricercatore presso l’Istituto di fisica biologica dell’Università di Colonia, in Germania. Per saperne di più su come le diverse concentrazioni di antibiotici influenzano l’evoluzione della resistenza nel batterio E. coli, Das ha collaborato con Susana Direito, Bartlomiej Waclaw e Rosalind Allen presso l’Università di Edimburgo, nel Regno Unito. Hanno monitorato il tasso di crescita dei batteri in queste circostanze e Das ha creato un modello matematico basato su questi risultati.
Lo studio ha dimostrato che è possibile tenere sotto stretto controllo il percorso evolutivo dei batteri più resistenti
Il modello ha mostrato che i percorsi di resistenza diventano più difficili da percorrere in presenza dei cosiddetti “compromessi”, cioè condizioni nuove e diverse indotte nell’organismo ospite che il batterio non sa affrontare, come ad esempio la commistione di diversi farmaci antibatterici. Ma, contrariamente alle aspettative dei ricercatori, gli ostacoli creati dai compromessi non hanno reso meno resistente il batterio. “Quando sono stati indotti più compromessi, è diventato più difficile per noi prevedere il percorso evolutivo che i batteri avrebbero intrapreso“, ha aggiunto Das.
Il loro modello ha suggerito, tuttavia, che i batteri possono “invertire la rotta” e tornare suscettibili agli antibiotici di fronte a concentrazioni più basse di farmaci. “Il nostro modello fornisce un quadro utile per affrontare l’evoluzione della resistenza agli antibiotici in contesti clinici e ambientali in cui le concentrazioni di farmaci variano ampiamente“, aggiunge Joachim Krug, Group Leader presso l’Institute for Biological Physics dell’Università di Colonia. “Potrebbe un giorno essere utilizzato per aiutare gli scienziati a progettare nuovi farmaci o protocolli di trattamento in grado di prevenire e rallentare l’insorgere della resistenza agli antibiotici“.
