Dai ghiacci della Romania un batterio resistente agli antibiotici

Non sempre il risveglio di microrganismi rimasti intrappolati per millenni nei ghiacci deve essere letto come l'incipit di una scenografia futura catastrofica. Il riemergere di antichi batteri e virus dai ghiacciai o dal permafrost, condizione che vede come complice il cambiamento climatico e l'accelerata fusione glaciale, può infatti fornire all’uomo strumenti utili a combattere le minacce sanitarie del presente. 

È quanto emerge da uno studio pubblicato su Frontiers in Microbiology, condotto dai ricercatori dell'Accademia Rumena all’interno della grotta di ghiaccio di Scărișoara, nei Monti Apuseni, parte della catena dei Carpazi Occidentali. Qui, in uno strato di ghiaccio risalente a 5.000 anni fa, è stato isolato un batterio, nel dettaglio un ceppo del genere Psychrobacter, denominato Psychrobacter SC65A.3.

A rendere particolarmente interessante questo microrganismo d’altri tempi è che, nonostante sia vissuto millenni prima dell'invenzione della penicillina, possiede una resistenza naturale a molti antibiotici moderni. E il fascino di questa ricerca sottozero non si ferma qui. Psychrobacter SC65A.3 si mostra infatti capace di neutralizzare diversi batteri multi-resistenti, che rappresentano un limite delle attuali terapie antibiotiche.

Un batterio super resistente venuto dal passato

Lo studio, condotto in una delle grotte di ghiaccio più indagate al mondo, caratterizzata da un deposito di ghiaccio perenne risalente a 13.000 anni fa, dimostra che l'antibiotico-resistenza è un fenomeno naturale decisamente antico, che ha preceduto di millenni la scoperta e l’utilizzo degli antibiotici.

In maniera spontanea, i batteri dell’antichità hanno evoluto una serie di meccanismi di resistenza, che determinano l'alterazione del bersaglio di quelli che oggi chiamiamo antibiotici o il controllo dell'efflusso ed afflusso dei farmaci e l'inattivazione mediata dagli enzimi. L’utilizzo di antibiotici in campo medico ha determinato una accelerazione del fenomeno, promuovendo il diffondersi di meccanismi di resistenza e il loro trasferimento tra batteri, con conseguente diffusione della temuta resistenza agli antibiotici.

Il team di ricerca, guidato dalla dottoressa Cristina Purcarea, ha analizzato il genoma del microrganismo “riportato in superficie” mediante carotaggio, trovando oltre 100 geni legati a questo genere di resistenza.

"Il ceppo Psychrobacter SC65A.3, nonostante la sua origine antica, mostra resistenza a molteplici antibiotici moderni - spiega la dottoressa Purcarea - . Tuttavia, è anche in grado di inibire la crescita di diversi superbug (microrganismi multi-resistenti, ndr) e mostra importanti attività enzimatiche con un alto potenziale biotecnologico".

Il batterio si è dimostrato resistente a 10 classi di antibiotici usati oggi per trattare infezioni gravi a carico delle vie urinarie, dei polmoni, della cute, del sangue e dell'apparato riproduttivo, come trimetoprim, clindamicina e metronidazolo. Questo suggerisce che i ghiacci perenni agiscano come "serbatoi" di geni di resistenza che si sono evoluti nel corso di milioni di anni.

Microrganismi antichi, una risorsa da maneggiare con cura

I ghiacciai hanno rappresentato a lungo scrigni inviolabili, cassette di sicurezza in cui, per millenni, sono state preservate dall’incedere del tempo, tracce del passato del nostro Pianeta, abiotiche e biotiche. La fusione glaciale, accelerata dal riscaldamento globale, apre la via al crescere di preoccupazioni relative al potenziale ritorno in natura di un passato in parte incognito. 

Quanti microrganismi, ancora da scoprire, avranno a lungo riposato nel ghiaccio un tempo considerato perenne? Il timore maggiore è quello del riemergere di ceppi in grado di superare ogni difesa della medicina moderna. Studi, come quello condotto in Romania, dimostrano però che un cauto approccio scientifico possa consentire di trovare dei vantaggi a queste “resurrezioni”, trasformando antichi procarioti in alleati venuti dal freddo. 

“Se la fusione dei ghiacci rilascia questi microbi, questi geni potrebbero diffondersi ai batteri moderni, aggravando la sfida globale della resistenza agli antibiotici", ha affermato la dottoressa Purcarea, aggiungendo che ”d'altra parte, producono enzimi e composti antimicrobici unici che potrebbero ispirare nuovi antibiotici, enzimi industriali e altre innovazioni biotecnologiche".

Nel genoma di Psychrobacter SC65A.3 sono stati individuati 11 geni capaci di bloccare la crescita di batteri, funghi e virus. In particolare, il batterio si è dimostrato efficace contro 14 patogeni del gruppo ESKAPE (acronimo che identifica i batteri più resistenti e pericolosi nelle strutture ospedaliere), come Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae e Acinetobacter baumannii e vari enterobatteri, tra le principali cause di infezioni ospedaliere incurabili.

Il ceppo è anche in grado di produrre enzimi che lavorano a basse temperature, potenzialmente preziosi per una applicazione nell’ambito delle biotecnologie, nel campo industriale e del biorisanamento. 

A dimostrazione di quanto limitata sia attualmente la nostra comprensione sulle caratteristiche e potenzialità dei microrganismi dormienti nei ghiacci, nel genoma di Psychrobacter SC65A.3 risultano presenti almeno 600 geni a funzione sconosciuta. Un dato che evidenzia quanto questi antichi batteri, se gestiti in maniera cauta entro le mura di un laboratorio, possano rivelarsi essenziali per la scienza e la medicina.