I geni responsabili della resistenza antimicrobica (AMR) possono diffondersi da microbo a microbo attraverso materiale genetico circolare chiamato plasmidi e questo trasferimento laterale avviene nell’intestino. Questa settimana in Applied and Environmental Microbiology, i ricercatori dell’Iowa riferiscono che la trasmissione di alcuni plasmidi AMR potrebbe essere inibita da una fonte facilmente reperibile: gli integratori alimentari di zinco.
“Questa è la prima volta che scopriamo che lo zinco inibisce il processo di trasferimento dei plasmidi e, a concentrazioni più basse, ha un effetto minimo sui batteri“, dice Melha Mellata, Ph.D., microbiologa e autrice principale dello studio presso la Iowa State University.
“È importante”, ha detto la ricercatrice, “perché uccidere i batteri intestinali potrebbe interrompere il microbioma, il che potrebbe avere effetti negativi a valle sulla salute di una persona. Ma se impediamo semplicemente il trasferimento del plasmide, allora possiamo ridurre la diffusione della resistenza antimicrobica“.
Le infezioni da AMR sono un problema crescente. Ogni anno milioni di persone vengono diagnosticate con infezioni da AMR e 35.000 persone ne muoiono, secondo i Centers for Disease Control and Prevention. “Quando i batteri trasferiscono i geni AMR“, ha detto Mellata, “spesso trasferiscono la resistenza a più farmaci, il che significa che una persona potrebbe avere un’infezione resistente anche prima di ricevere antibiotici. Interrompere il trasferimento dei plasmidi potrebbe aiutare a rallentare la diffusione dei geni AMR”.
I ricercatori nel laboratorio di Mellata hanno studiato come la salute del microbioma intestinale sia correlata alla salute generale. In uno studio recente, tuttavia, hanno scoperto che quando sia i probiotici sia un vaccino vivo contro la Salmonella venivano somministrati per via orale ai polli, i batteri Enterobacteriaceae nell’intestino dell’animale avevano meno plasmidi. “Questa osservazione“, ha detto Mellata, “li ha spinti a prendere in considerazione la possibilità di testare altri trattamenti orali per inibire il trasferimento di plasmidi”.
Logan Ott, un ricercatore nel laboratorio di Mellata, ha guidato lo studio. Lui e un team di studenti universitari hanno raccolto integratori facilmente reperibili per testare la loro potenziale capacità di inibire il trasferimento di plasmidi. Hanno sciolto i prodotti in una soluzione di prova, quindi hanno eseguito centinaia di reazioni in cui l’Escherichia coli patogeno aviario contenente un plasmide multifarmaco-resistente si è coniugato con un isolato di E. coli umano privo di plasmidi. .
Hanno riscontrato un netto calo nella trasmissione di plasmidi nei ceppi batterici integrati con zinco, rispetto ai ceppi batterici senza zinco. Inoltre, dosi più elevate di zinco erano correlate a livelli inferiori di trasmissione di plasmidi. “Quelle osservazioni erano promettenti“, ha detto Ott, “ma anche un po’ misteriose. Studi precedenti avevano osservato che i metalli pesanti potevano indurre il processo di coniugazione che ha portato al trasferimento di plasmidi. Il gruppo ha quindi utilizzato la qPCR per esaminare più da vicino il modo in cui lo zinco influenzava il processo a livello dei geni”.
“Abbiamo scoperto alcuni meccanismi piuttosto singolari su come lo zinco potrebbe effettivamente indurre questa inibizione, mentre la letteratura precedente affermava che avremmo dovuto aspettarci di più”, ha affermato Ott.
La loro analisi ha mostrato che lo zinco ha indotto una sovraespressione dei geni di replicazione, tanto da sovraccaricare e inibire il processo. I ricercatori hanno anche scoperto che mentre lo zinco sembrava promuovere i geni responsabili della coniugazione, il minerale inibiva proteine specifiche necessarie per costruire le strutture batteriche utilizzate nella coniugazione. Di conseguenza, il processo generale di trasmissione è stato ostacolato.
“I prossimi passi”, ha detto Mellata, “includono il test del trasferimento di plasmidi con altri geni AMR e la sperimentazione con modelli animali per vedere se i risultati di laboratorio sono validi anche in vivo”. Ott ha osservato che come i batteri interagiscono e condividono i geni nell’intestino è scarsamente compreso e studi futuri potrebbero aiutare a chiarire alcuni di quei meccanismi.
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Mellata è particolarmente incoraggiata dal fatto che un integratore così economico e facilmente reperibile, lo zinco, possa svolgere un ruolo nell’affrontare una minaccia emergente. “A volte la soluzione può essere semplicemente quella di usare la roba vecchia che abbiamo già nell’armadio”, ha detto. “Dobbiamo solo fare lo sforzo di testarla”.
