Antibiotico resistenza: mutazione frameshift in Mycobacterium tubercolosis

La piaga dell’antibiotico-resistenza

L’antibiotico-resistenza rappresenta al giorno d’oggi un vero e proprio problema per la sanità pubblica. L’uso spropositato di antibiotici, infatti, aumenta la pressione selettiva favorendo la diffusione dei ceppi resistenti e consentendo lo sviluppo del fenomeno conosciuto come multidrug-resistance, resistenza multi farmaco (MDR). Risulta quindi necessario studiare i meccanismi con i quali i batteri riescono ad annullare gli effetti degli antibiotici. In questo contesto, recente è lo studio a proposito di una mutazione frame-shift in Mycobacterium tubercolosis.

Come i batteri ottengono l’antibiotico-resistenza

I metodi con i quali i batteri riescono a diventare resistenti sono molteplici. Alcuni di essi riescono a rilasciare enzimi che inattivano l’antibiotico, come le beta lattamasi o le acetil-transferasi. Altri invece rendono impossibile l’attacco dell’antibiotico modificando la forma dei propri recettori o delle proprie proteine di superficie. In altri casi, una mutazione casuale nel DNA del batterio può creare un gene che gli fornisce resistenza. I batteri possono poi acquisire resistenza attraverso trasferimento genico orizzontale da parte di un altro batterio già precedentemente resistente. Tale trasferimento si può verificare attraverso i meccanismi della trasduzione, trasformazione o coniugazione.

come l'antibiotico resistenza può diffondersi — *Figura 1 – esempi di modalità di diffusione dell’antibiotico-resistenza*

Il caso di Mycobacterium tubercolosis

Il rischio diventa ancor più grave quando a diventare resistenti sono batteri pericolosi come Mycobacterium tubercolosis, agente patogeno della tubercolosi.

Esso è un bacillo non sporigeno, aerobio obbligato appartenente alla famiglia delle Mycobacteriacee, famiglia di batteri gram-variabili. I batteri appartenenti a questa famiglia sono caratterizzati dalla lenta crescita e da una parete ricca di acidi micolici. La tubercolosi si trasmette quasi esclusivamente per via aerea attraverso goccioline di Pflugge e secrezioni naso faringee. Altra caratteristica del batterio è la sua capacità di rimanere quiescente per anni senza dare sintomi. Si stima che la tubercolosi latente colpisca circa un quarto della popolazione mondiale. Oggi la tubercolosi rappresenta ancora una delle 10 principali cause di morte nel mondo causando almeno 1,5 milioni di decessi all’anno.

La resistenza di M. tubercolosis, riguarda importanti medicinali di prima linea come l’isoniazide e la rifampicina. Nei casi più gravi, il batterio può diventare resistente anche ai farmaci di seconda linea come gli antibiotici fluorochinoloni, capreomicina, kanamicina, e amikacina rendendone la terapia ancor più complessa.

Il nuovo studio sulla mutazione frame-shift

Recentemente, un gruppo di studiosi dell’Università di Uppsala ha scoperto che M. tubercolosis può presentare mutazioni frame-shift in un gene che produce la proteina RpoB. Questa proteina è il bersaglio della rifampicina, antibiotico battericida appartenente alla classe delle rifamicine che agisce inibendo la RNA Polimerasi DNA dipendente.

Questa mutazione sarebbe dovuta risultare teoricamente letale per il batterio ma, una volta isolata, gli scienziati del gruppo “Diarmaid Hughes” del Dipartimento di Biochimica e Microbiologia hanno scoperto come i batteri riuscivano a sopravvivere. La mutazione, infatti, avrebbe permesso lo scivolamento del ribosoma sui codoni sopprimendo l’effetto letale e permettendo la sopravvivenza dei batteri. Inoltre, a causa della mutazione, i batteri sarebbero diventati anche altamente resistenti alla rifampicina.

La necessità di piani d’azione mirati

Studi di questo tipo danno un chiaro allarme sull’abilità dei batteri di mettere in atto strategie sempre più complesse e inaspettate. In tale contesto risulta necessaria l’attuazione di precisi piani d’azione sanitari per permettere quanto prima un abbattimento consistente della percentuale di decessi.

A tal proposito, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) in occasione del World Tuberculosis day 2015, attraverso l’ambizioso progetto “End TB Strategy”, aveva ipotizzato un calo del 95% entro il 2035 tramite l’intensificazione delle campagne di sensibilizzazione verso la problematica dell’antibiotico-resistenza e l’investimento di maggiori risorse atte a ridurre la diffusione della malattia.

Elena Panariello