Il lavoro di un geologo dell'Università del Kansas nel remoto Alto Artico della Norvegia ha rivelato la sorprendente diffusione globale di microbi resistenti agli antibiotici, compresi i "superbatteri" multiresistenti, che potrebbero avere gravi implicazioni per la salute umana in tutto il mondo.

Jennifer Roberts, professore e cattedra di geologia presso KU, iniziato studiando la geochimica microbica dello scongelamento del permafrost e il suo rilascio di metano, un potente gas serra che accelera il cambiamento climatico globale.

Ma l'analisi di follow-up dei campioni di suolo che Roberts ha raccolto nella regione di Kongsfjorden delle Svalbard, Norvegia, ha anche mostrato che i geni resistenti agli antibiotici si sono trasferiti nelle popolazioni di microbi del suolo in una delle località più remote della Terra. I risultati di Roberts e di un team internazionale di colleghi del Regno Unito e della Cina sono stati appena pubblicati sulla rivista peer-reviewed Ambiente Internazionale .

"Lo studio ha offerto una buona opportunità per testare campioni di terreno alla ricerca di geni antibiotici con l'ipotesi che le Svalbard fossero un luogo così remoto e isolato, non troveremmo alcuna prova di tali geni, " ha detto Roberts. "Al contrario, ne abbiamo trovati parecchi, tra cui geni resistenti agli antibiotici di superbatteri come il gene di New Delhi, che è emersa per la prima volta in India non molto tempo fa. Questa è stata una sorpresa:i geni che abbiamo trovato hanno avuto chiaramente un breve tempo di trasferimento tra la scoperta in India e il nostro gruppo che li ha rilevati nell'Artico solo pochi anni dopo".

Il team di ricerca ha sequenziato geneticamente il DNA di 40 campioni di terreno in otto località delle Svalbard, trovare 131 geni resistenti agli antibiotici. Un gene resistente agli antibiotici trovato si chiama blaNDM-1. Rilevato inizialmente a Nuova Delhi nel 2007, il gene innesca la resistenza agli antibiotici carbapenemi, un rimedio di ultima istanza per malattie infettive altrimenti incurabili. La diffusione dimostrata di blaNDM-1, in particolare, è molto preoccupante, richiamare l'attenzione sulla crescente crisi della resistenza globale agli antibiotici.

I ricercatori affermano che i geni resistenti agli antibiotici potrebbero aver preso solo pochi percorsi verso l'Artico.

"Probabilmente hanno avuto origine da agenti patogeni che sono stati esposti più volte a diversi tipi di antibiotici:è così che otteniamo questi ceppi acutamente resistenti agli antibiotici, dove persistono nonostante l'uso di trattamenti "di ultima istanza", " ha detto Roberts. "Alcuni dei siti in cui abbiamo trovato il ceppo genetico di Nuova Delhi non sono molto lontani dalla principale base di ricerca, quindi c'è la possibilità che siano coinvolti rifiuti umani. Abbiamo anche osservato colonie di uccelli nidificanti in luoghi a bassa quota, come piccoli laghi e altre fonti di acqua aperta durante il massimo disgelo, ed è lì che abbiamo visto le più alte concentrazioni di questi geni. Li abbiamo anche rilevati in luoghi che non avevano acque libere ma avevano molti piccoli animali come le volpi, e puoi tracciare un vettore tra un abbeveratoio o un piccolo lago dove ci sono molti uccelli e piccoli mammiferi che vanno a bere e poi raccolgono tutti i geni che ci sono".

Roberto, la cui competenza di ricerca è in idrochimica e geochimica microbica, ha lavorato per sviluppare un punto di riferimento per i geni resistenti agli antibiotici che si trovano naturalmente nelle Svalbard in modo che il team potesse distinguerli dai geni multiresistenti "stranieri" trasferiti nell'Artico da regioni in cui gli antibiotici sono usati nelle popolazioni umane e animali per curare le malattie.

"Poiché la migrazione di questi geni è di così grande preoccupazione, la prossima domanda diventa, "Questi geni resistenti agli antibiotici sono nativi o sono stati trasferiti?", ha detto. "Il mio ruolo era usare le linee di prova nella nostra ricerca per aiutarci a essere chiari su quale fosse un gene nativo che si è sviluppato nel suolo e cosa fosse portato da altre fonti. Lo abbiamo fatto esaminando le scorte nutrizionali nel suolo, che sono molto, molto basso in questi suoli artici. Siamo quindi stati in grado di collegare i geni resistenti agli antibiotici a quella che sembra essere una nuova fonte di fosfato introdotta dall'esterno, e la fonte più probabile di fosfato sono le feci, o nelle acque reflue umane o, Più che probabilmente, guano di uccelli."

Secondo Roberts, la resistenza agli antibiotici ha viaggiato tra i microbi tramite "trasferimento genico laterale". In questo processo, gli agenti patogeni viaggiano nell'acqua attraverso le feci, muoiono e rilasciano nell'acqua grandi quantità di materiale genetico libero. Questo materiale genetico non si degrada facilmente, con il risultato che altri organismi finiscono per raccogliere i geni, così come la loro resistenza.

"Non è che abbiamo una specie di comunità robusta di E. coli o altri agenti patogeni che vivono nelle acque superficiali dell'Artico, " ha detto Roberts. "Invece, qualche agente patogeno resistente agli antibiotici è stato introdotto da fonti esterne e ora quella resistenza è stata dispersa quando i geni vengono raccolti da altri organismi che erano già popolati nell'ambiente".

Roberts ha affermato che la scoperta del team mostra che la resistenza agli antibiotici multifarmaco è ora di natura globale.

"Dobbiamo ricordare che abbiamo preso gli antibiotici, come la penicillina, da microrganismi del suolo per cominciare, " ha detto. "I microrganismi hanno usato le capacità di resistenza per superare le immunità nell'ambiente per lungo tempo, producendo geni resistenti agli antibiotici che sono considerati naturali e nativi. Ma con l'uso di antibiotici fabbricati per esseri umani e animali in tutto il mondo, abbiamo visto una rapida evoluzione dei geni resistenti. Abbiamo trovato geni resistenti agli antibiotici sia nativi che evoluti nell'Artico. La preoccupazione è che con la diffusione della resistenza su questa scala, potremmo avvicinarci a un'era post-antibiotica in cui nessuno dei nostri antibiotici funziona perché gli agenti patogeni che stiamo cercando di combattere hanno raccolto geni resistenti attraverso l'evoluzione o il trasferimento laterale".

Roberts ha affermato che i risultati del team mostrano l'importanza di una gestione più attenta dell'uso di antibiotici e la necessità di un migliore trattamento delle acque reflue in tutto il mondo.

"Il nostro uso umano e animale degli antibiotici può avere impatti che vanno al di là di noi stessi e delle nostre comunità locali:sono globali, " ha detto. "È davvero importante per noi iniziare a pensare alla gestione del sistema idrico e all'uso degli antibiotici in modi globali e iniziare a ridurre e controllare parte della diffusione che chiaramente non è controllata al momento".