La capacità dei batteri di sopravvivere agli antibiotici

Sopravvivere agli antibiotici rimanendo in uno stato di relativa quiescenza finché la concentrazione dei farmaci non diminuisce è una capacità dei batteri che si sviluppa prima dell’evoluzione della resistenza, favorendone l’insorgenza. La scoperta dei meccanimi alla base di questo fenomeno di tolleranza apre la strada a nuove strategie per ostacolare la diffusione dei batteri farmacoresistenti.

Il meccanismo alla base della cosiddetta tolleranza, vale a dire la capacità dei batteri di sopravvivere all’aggressione degli antibiotici ricorrendo a una strategia diversa – e sotto certi aspetti più efficiente – dello sviluppo di una resistenza è stato individuato da un gruppo di ricercatori della Hebrew University a Gerusalemme, che lo illustrano in un articolo pubblicato su “Nature”.

La resistenza a uno o più antibiotici è la capacità di un microrganismo di crescere anche in presenza costante di antibiotico, a condizione però che la concentrazione della sostanza non sia troppo alta. La tolleranza invece è la capacità di sopravvivere finché la concentrazione di antibiotico diminuisce, e finora i meccanismi che ne sono alla base sono stati studiati molto di meno.

Nathalie Balaban e colleghi hanno seguito l�evoluzione di popolazioni di E. coli esposte a concentrazioni alte ma intermittenti di ampicillina, caratterizzando i ceppi che via via si evolvevano. Hanno così scoperto che il primo cambiamento adattativo allo stress da antibiotico che si manifesta è proprio la tolleranza, che si presenta quando non vi è ancora alcuna mutazione che indichi lo sviluppo della resistenza.

In particolare, i ricercatori hanno appurato che la tolleranza è legata a una persistenza prolungata delle cellule nella cosiddetta fase lag (fase di ritardo). Quando le cellule batteriche giungono in un nuovo ambiente (che sia una piastra di Petri o un organismo ospite), il loro numero non cresce immediatamente. Il periodo che precede l�inizio della moltiplicazione, la fase lag appunto, può durare da un�ora a qualche giorno, con variazioni individuali nella popolazione microbica.

Balaban e colleghi hanno scoperto che le colonie batteriche tendono a sintonizzare la lunghezza della fase di ritardo su quella del periodo per cui sono esposte ad alte dosi di antibiotico, per passare alla fase di crescita cellulare – in cui si moltiplicano in modo esponenziale – nei periodi in cui la somministrazione è interrotta.

Grazie al successivo sequenziamento del genoma dei diversi ceppi che si erano evoluti e dal confronto con quello del ceppo originario, i ricercatori sono poi riusciti a identificare il gene che controlla la lunghezza della fase di ritardo, che hanno chiamato tbl (tolerance by lag).

La scoperta, che richiama ancora una volta da un lato l�attenzione sull�importanza di un uso corretto degli antibiotici, offre l�opportunità di sviluppare nuove strategie per ostacolare lo sviluppo delle resistenze.Sopravvivere agli antibiotici rimanendo in uno stato di relativa quiescenza finché la concentrazione dei farmaci non diminuisce è una capacità dei batteri che si sviluppa prima dell’evoluzione della resistenza, favorendone l’insorgenza. La scoperta dei meccanimi alla base di questo fenomeno di tolleranza apre la strada a nuove strategie per ostacolare la diffusione dei batteri farmacoresistenti

Il meccanismo alla base della cosiddetta tolleranza, vale a dire la capacità dei batteri di sopravvivere all’aggressione degli antibiotici ricorrendo a una strategia diversa – e sotto certi aspetti più efficiente – dello sviluppo di una resistenza è stato individuato da un gruppo di ricercatori della Hebrew University a Gerusalemme, che lo illustrano in un articolo pubblicato su “Nature”.

La resistenza a uno o più antibiotici è la capacità di un microrganismo di crescere anche in presenza costante di antibiotico, a condizione però che la concentrazione della sostanza non sia troppo alta. La tolleranza invece è la capacità di sopravvivere finché la concentrazione di antibiotico diminuisce, e finora i meccanismi che ne sono alla base sono stati studiati molto di meno.

Nathalie Balaban e colleghi hanno seguito l’evoluzione di popolazioni di E. coli esposte a concentrazioni alte ma intermittenti di ampicillina, caratterizzando i ceppi che via via si evolvevano. Hanno così scoperto che il primo cambiamento adattativo allo stress da antibiotico che si manifesta è proprio la tolleranza, che si presenta quando non vi è ancora alcuna mutazione che indichi lo sviluppo della resistenza.

In particolare, i ricercatori hanno appurato che la tolleranza è legata a una persistenza prolungata delle cellule nella cosiddetta fase lag (fase di ritardo). Quando le cellule batteriche giungono in un nuovo ambiente (che sia una piastra di Petri o un organismo ospite), il loro numero non cresce immediatamente. Il periodo che precede l’inizio della moltiplicazione, la fase lag appunto, può durare da un’ora a qualche giorno, con variazioni individuali nella popolazione microbica.

Balaban e colleghi hanno scoperto che le colonie batteriche tendono a sintonizzare la lunghezza della fase di ritardo su quella del periodo per cui sono esposte ad alte dosi di antibiotico, per passare alla fase di crescita cellulare – in cui si moltiplicano in modo esponenziale – nei periodi in cui la somministrazione è interrotta.

Grazie al successivo sequenziamento del genoma dei diversi ceppi che si erano evoluti e dal confronto con quello del ceppo originario, i ricercatori sono poi riusciti a identificare il gene che controlla la lunghezza della fase di ritardo, che hanno chiamato tbl (tolerance by lag).

La scoperta, che richiama ancora una volta da un lato l’attenzione sull’importanza di un uso corretto degli antibiotici, offre l’opportunità di sviluppare nuove strategie per ostacolare lo sviluppo delle resistenze.