Un batterio recuperato da uno strato di ghiaccio vecchio 5.000 anni in una grotta glaciale sotterranea della Romania mostra un profilo che pesa sia sulla salute pubblica sia sull’innovazione biotecnologica: resiste a 10 antibiotici moderni, ma allo stesso tempo può inibire la crescita di alcuni “superbatteri” resistenti a più antibiotici. Il lavoro è stato riportato su Frontiers in Microbiology e si concentra su un ceppo chiamato Psychrobacter SC65A.3, isolato nella Scarisoara Ice Cave.

Il punto non è soltanto la curiosità scientifica. La resistenza agli antibiotici è già una minaccia concreta nelle infezioni difficili da trattare e lo studio mostra che meccanismi di resistenza possono esistere e consolidarsi in natura ben prima dell’uso clinico dei farmaci moderni.

La ricercatrice Cristina Purcarea, scienziata senior presso l’Institute of Biology Bucharest della Romanian Academy, descrive così il risultato:
“Il ceppo batterico Psychrobacter SC65A.3 isolato dalla Scarisoara Ice Cave, nonostante la sua origine antica, mostra resistenza a più antibiotici moderni e possiede oltre 100 geni correlati alla resistenza“.
E aggiunge:
“Ma può anche inibire la crescita di diversi importanti ‘superbatteri’ resistenti agli antibiotici e ha mostrato importanti attività enzimatiche con significativo potenziale biotecnologico“.

Perché cercare batteri antichi nel ghiaccio

I batteri si trovano ovunque e si sono evoluti per sopravvivere in condizioni estreme: dal caldo intenso a temperature molto sotto lo zero. Le grotte di ghiaccio rappresentano un ambiente con una biodiversità microbica che, secondo gli autori, non è stata ancora studiata in modo esteso e costituisce una riserva di diversità genetica.

In Romania, il team ha testato i profili di resistenza di un ceppo rimasto fino a tempi recenti “nascosto” in uno strato di ghiaccio vecchio 5.000 anni, evidenziando un possibile uso per sviluppare nuove strategie contro l’aumento della resistenza antibiotica e per capire come la resistenza evolva e si diffonda in natura.

Come è stato ottenuto il campione: carota di ghiaccio e controlli anti-contaminazione

I ricercatori hanno perforato una carota di ghiaccio profonda 25 metri nella zona della grotta nota come Great Hall, che rappresenta una sequenza temporale di circa 13.000 anni. Per evitare contaminazioni, i frammenti di ghiaccio prelevati dalla carota sono stati inseriti in sacche sterili e mantenuti congelati durante il trasporto fino al laboratorio.

In laboratorio, il team ha isolato vari ceppi batterici e ha sequenziato il genoma per capire quali geni permettono la sopravvivenza a basse temperature e quali conferiscono resistenza e attività antimicrobica.

Antibiotici testati e resistenze misurate: 28 farmaci, 10 classi

Per verificare la resistenza del ceppo SC65A, i ricercatori lo hanno testato contro 28 antibiotici appartenenti a 10 classi, comunemente usati o riservati al trattamento delle infezioni batteriche. La strategia sperimentale ha incluso anche antibiotici per i quali erano già stati identificati geni o mutazioni associati alla resistenza, così da confrontare le previsioni genomiche con resistenze misurabili in laboratorio.

Purcarea sottolinea la rilevanza clinica del dato:
“I 10 antibiotici verso i quali abbiamo trovato resistenza sono ampiamente utilizzati in terapie orali e iniettabili impiegate per trattare una gamma di gravi infezioni batteriche nella pratica clinica.”

Alcune patologie trattabili con parte degli antibiotici per cui è stata riscontrata resistenza includono tubercolosi, coliti e infezioni delle vie urinarie (UTI). Tra i farmaci citati: rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina.

Trimetoprim, clindamicina, metronidazolo: un “primo caso” nel genere Psychrobacter

Lo studio evidenzia un elemento specifico: SC65A.3 è il primo ceppo di Psychrobacter per cui è stata riscontrata resistenza a determinati antibiotici, tra cui trimetoprim, clindamicina e metronidazolo. Questi farmaci vengono usati per trattare infezioni urinarie, infezioni dei polmoni, della pelle o del sangue e dell’apparato riproduttivo.

Il profilo di resistenza osservato suggerisce che i ceppi capaci di sopravvivere in ambienti freddi possano agire come serbatoi di geni di resistenza, cioè sequenze di DNA che consentono la sopravvivenza in presenza di farmaci.

Tabella comparativa con analisi

Il doppio rischio: diffusione genica o innovazione farmaceutica

Il ceppo non è solo una minaccia potenziale. Gli autori sottolineano la coesistenza di rischio e opportunità.

Purcarea mette a fuoco il rischio legato allo scioglimento dei ghiacci:
“Se lo scioglimento del ghiaccio rilascia questi microbi, questi geni potrebbero diffondersi nei batteri moderni, aggiungendosi alla sfida globale della resistenza agli antibiotici“.

Poi indica la direzione opposta, quella dell’innovazione:
“Dall’altro lato, producono enzimi unici e composti antimicrobici che potrebbero ispirare nuovi antibiotici, enzimi industriali e altre innovazioni biotecnologiche“.

Nel genoma di Psychrobacter SC65A.3 i ricercatori hanno individuato quasi 600 geni con funzione sconosciuta, suggerendo una riserva ancora inutilizzata per scoprire meccanismi biologici nuovi. L’analisi ha inoltre evidenziato 11 geni potenzialmente capaci di uccidere o arrestare la crescita di altri batteri, funghi e virus.

Perché questi dati pesano nel presente

La resistenza agli antibiotici è una preoccupazione crescente. Tornare ai genomi antichi e studiarne le capacità mostra il ruolo dell’ambiente naturale nell’evoluzione e nella diffusione della resistenza, ben prima dell’uso clinico dei farmaci.

Purcarea chiude con un punto operativo legato alla biosicurezza:
“Questi batteri antichi sono essenziali per la scienza e la medicina, ma una gestione attenta e misure di sicurezza in laboratorio sono essenziali per mitigare il rischio di una diffusione incontrollata“.

FAQ

Come può un batterio antico essere resistente ad antibiotici moderni?
Lo studio indica che la resistenza evolve naturalmente nell’ambiente e può precedere l’uso dei farmaci in medicina.

Quanti antibiotici sono stati testati?
Il ceppo è stato testato contro 28 antibiotici appartenenti a 10 classi.

Quali farmaci vengono citati tra quelli con resistenza?
Rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina sono citati tra gli antibiotici verso cui è stata trovata resistenza.

Cosa rende speciale questo ceppo nel genere Psychrobacter?
È il primo ceppo di Psychrobacter per cui è stata riscontrata resistenza a trimetoprim, clindamicina e metronidazolo.

Qual è il rischio associato allo scioglimento dei ghiacci?
La possibilità che i geni di resistenza si diffondano a batteri moderni, aumentando la sfida globale della resistenza antibiotica.