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Virus: scopri come sconfiggere la resistenza agli antibiotici.

BATTERIOFAGI: LA NUOVA ALTERNATIVA AGLI ANTIBIOTICI.

La produzione di nuovi antibiotici non riesce a stare al passo con l’evoluzione dei batteri i quali, una volta acquisita la resistenza, si moltiplicano nell’organismo causando infezioni imponenti e trasmissibili da persona a persona. Ecco dunque che si rinnova l’interesse per un approccio terapeutico del tutto differente, poco conosciuto in occidente, sebbene sia molto praticato nei paesi dell’est europeo: la terapia batteriofagica.

Sempre più batteri patogeni stanno diventando resistenti agli antibiotici. I dati forniti dalla sorveglianza EARS-net sono allarmanti, soprattutto per quanto riguarda le infezioni date da due batteri monitorati (Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae) che in soli 4 anni hanno aumentato la resistenza ai farmaci, con conseguente protrarsi dei tempi di ospedalizzazione, costi dell’assistenza sanitaria e la mortalità. (Rapporto OMS, 2014)

Il nemico del mio nemico è mio amico.

La terapia batteriofagica si basa sull’uso di batteriofagi (o semplicemente fagi), cioè virus già presenti in natura che si moltiplicano a spese dei batteri, e che non sono in grado di infettare l’uomo o altri animali.

La loro scoperta risale ai primi del ‘900, quando Hankin osservò che l’acqua del Gange conteneva un potente battericida, che impediva il dilagare di epidemie di colera nelle popolazioni che bevevano da quel fiume. Successivamente Twort e D’Herelle pubblicarono in modo indipendete degli studi in cui si evidenziava l’azione antibiotica di alcuni virus, che vennero subito utilizzati in Francia per trattare bambini malati di dissenteria. (E. W. Schultz, 1929)

Dopo un iniziale entusiasmo riguardo questo tipo di terapia, gli studi in occidente si interruppero, principalmente a causa della difficoltà nel formulare un medicinale contenente i batteriofagi resistente al deterioramento. Dagli anni ’30 in poi nel mondo occidentale l’attenzione si concentrò sugli antibiotici prodotti chimicamente. (D.Duckworth, 1974)

Tuttavia nell’europa orientale l’uso di questi virus continuò durante tutto il periodo della guerra fredda come alternativa agli antibiotici prodotti nei paesi filoamericani. Numerosi studi sono stati pubblicati in lingua russa e polacca, tuttavia la barriera linguistica e la rivalità tra le due super potenze impedì a queste ricerche la loro diffusione nel mondo occidentale. Ad oggi, migliaia di persone sono state trattate con questi virus, per esempio, in Polonia sono stati isolati ceppi di fagi efficaci contro Pseudomonas, Proteus, coliformi e Staphylococcus, che furono utilizzati soprattutto nella cura di infezioni croniche mediate da ceppi resistenti alle tradizionali terapie antibiotiche. In Russia, la grande compagnia farmaceutica Microgen ha acquisito il controllo di tutta la produzione di batteriofagi e attualmente i prodotti si trovano sia nelle farmacie che online. In Georgia si sono spinti molto più avanti, istituendo vere proprie cliniche che utilizzano i virus per trattare diverse infezioni. (Microbiology Australia, 2008)

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Come funzionano.

Questi virus, la cui forma ricorda molto un modulo lunare, si attaccano alla parete dei batteri target e iniettano il loro codice genetico all’interno del citoplasma. Successivamente obbligano tutto il macchinario replicativo del batterio a produrre nuovi fagi e una volta terminato il processo inducono la lisi (rottura) del batterio, che muore rilasciando virus attivi, pronti ad invadere un nuovo ospite. (Kutter E, White T, 1994)

Produrre un farmaco a base di batteriofagi è piuttosto semplice. Essi possono essere utilizzati singolarmente oppure in cocktail di più ceppi, per avere un ampio spettro d’azione.

Quest’ultima opzione è quella maggiormente sviluppata nei paesi dell’est, in particolare in Georgia, dove i farmaci Intestiphage e Pyophage vengono utilizzati per trattare infezioni intestinali e cutanee sostenute da molte specie di batteri differenti.

I primi farmaci moderni disponibili nell’occidente saranno probabilmente basati su questo approccio. L’uso di singoli ceppi di batteriofagi invece è mirato a combattere infezioni sostenute da un solo tipo di batterio. Un’ampia collezione di fagi, precedentemente isolati e caratterizzati, viene testata contro il patogeno e successivamente tra questi viene identificato il più efficace. (Gill JJ, Hyman P, 2010)

Benefici dell’uso dei batteriologi. 

Innanzi tutto essi si presentano come una alternativa agli antibiotici tradizionali, che spesso non riescono a debellare un’infezione persistente. Il motivo principale è che mentre i batteri si evolvono e aquisiscono la capacità di sopravvivere in condizioni avverse, il principio attivo dell’antibiotico rimane sempre uguale a se stesso e sono necessarie grandi spese per sviluppare un nuovo farmaco efficace. I virus invece sono in grado di evolversi insieme ai batteri, vivendo in un rapporto di parassitismo molto stretto e risolvendo il problema dello sviluppo di resistenza. In pratica, sono essi stessi delle “aziende farmaceutiche” in miniatura!

Sono specifici per attaccare solo pochi ceppi di batteri diversi, mentre gli antibiotici hanno spesso un raggio d’azione molto esteso.

Quante volte ti è stato detto di prendere, durante il periodo di assunzione dell’antibiotico, anche i fermenti, l’enterogermina per intenderci? Questa accortezza è per evitare la disbiosi: fenomeno che avviene quando si assume un antibiotico ad ampio spettro per cui non solo i patogeni vengono eliminati, ma anche la flora batterica “buona”, con il rischio di sviluppare superinfezioni da batteri molto più aggressivi. I batteriofagi eliminano i patogeni e risparmiano la flora intestinale, la quale rappresenta una importante barriera di difesa naturale.

I batteriofagi, essendo virus, hanno l’innata capacità di moltiplicarsi autonomamente a spese dei batteri che uccidono, diffondendo in tutto l’organismo. Una volta eliminati i patogeni, i batteriofagi muoiono senza provocare effetti collaterali nei pazienti. Queste caratteristiche di replicazione e auto-limitazione ne fanno un’arma battericida eccezionale, poiché sono necessarie solo piccole quantità di virus per produrre una risposta efficace e funzionano fintanto che il batterio bersaglio è presente.

Infine, è da ricordare che hanno costi di produzione e distribuzione piuttosto bassi, rendendo più facile il loro impiego anche nei Paesi in via di sviluppo. (Kutter E, De Vos D, 2010)

Rischi.

Una volta esplorati i benefici della terapia batteriofagica è lecito domandarsi se non vi siano anche dei rischi.

Essendo virus, ci si è concentrati sulla possibile reazione avversa del sistema immunitario, ma non è stato riportato alcun caso di anafilassi indotto dai batteriofagi e si è visto che il sistema immunitario non li riconosce come patogeni. Pertanto sono sicuri dal punto di vista immunologico, poiché non iniziano risposte infiammatorie, né rilasciano tossine dannose per l’uomo. (Clark L., et al, 2002)

Una preoccupazione è data dal possibile instaurarsi di lisogenia: alcuni virus detti “temperati” possono scegliere di infettare i batteri, ma invece che replicarsi al loro interno e poi ucciderli per lisi, integrano il proprio genoma all’interno di quello dell’ospite. Si viene così a creare un batterio che non solo non muore, ma che contiene il DNA virale, il quale conferisce resistenza alle successive infezioni dello stesso ceppo di batteriofagi. In più, alcuni di essi, possono modificare il fenotipo batterico in modo da renderlo ancora più aggressivo. Per tutte queste ragioni bisogna evitare l’uso di fagi temperati. Fagi che possono instaurare il ciclo lisogenico (Abedon ST, Lejeune JT, 2007)

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Applicazioni.

In un mondo in cui gli antibiotici rappresentano la terapia di prima linea contro le infezioni batteriche, la terapia batteriofagica si concentra su tre obiettivi principali: la prima, combattere quei batteri resistenti che sopravvivono anche ad alte concentrazioni di antibiotico e che, se non eliminati, possono portare alla cronicizzazione della patologia o alla sepsi e successiva morte del paziente. Il problema della resistenza agli antibiotici è il principale motore che spinge la ricerca occidentale a testare i batteriofagi. In Francia è nato nel 2013 un progetto chiamato PhagoBurn, finanziato dall’Unione Europea, che si concentra sull’individuare la strategia perfetta utilizzando i virus per combattere le infezioni secondarie a ustioni. I trial clinici saranno effettuati in Francia, Svizzera e Belgio, e verranno testati differenti cocktail di batteriofagi, specifici per combattere Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. In questi trial si valuteranno la sicurezza, la farmacodinamica e l’efficacia della terapia batteriofagica. (Phagoburn, 2013)

In secondo luogo i batteriofagi trovano applicazione come probiotici: fino ad ora sono sempre stati usati batteri innocui in grado di colonizzare il tratto gastrointestinale e interferire con la proliferazione di patogeni od opportunisti, senza però avere una azione battericida diretta su di essi. A quanto risulta da studi recenti i batteriofagi potrebbero ridurre o eliminare i batteri target nell’intestino, senza avere effetti deleteri sulla microflora benefica.

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Inoltre, il consumo regolare di probiotici a base di fagi (da soli o in combinazione con probiotici tradizionali), potrebbe alterare in positivo la flora intestinale, potenziandola e quindi innalzando le barriere di difesa dell’organismo. (Volker Mai, et al, 2010)

Tra le applicazioni non strettamente medicali vanno ricordate quelle come pesticidi in agricoltura, a causa delle preoccupazioni dovute al consumo eccessivo e involontario di antibiotici negli alimenti. Possono essere impiegati per la sterilizzazione di attrezzature e ambienti ospedalieri tramite una formula spray e per ridurre la contaminazione da E. coli e Listeria nelle carni. (Abedon, Cambridge University Press, 2008)

Conclusioni.

Tutti i nuovi farmaci e terapie presentano benefici e rischi, ma sembra che i batteriofagi fino ad ora abbiano superato in maniera eccellente tutti i test di sicurezza, e anzi abbiano dimostrato di essere un’arma innovativa contro le infezioni. Sono certamente richiesti maggiori approfondimenti, dato che gli studi a riguardo sono ancora insufficienti: la letteratura documenta più che altro singoli casi analizzati, anziché trial su larga scala, e non è da escludere che i risultati siano influenzati dalle aspettative degli studiosi. Tuttavia, bisogna riconoscere il giusto merito agli sforzi fatti dai paesi dell’ex Unione Sovietica. La miglior comprensione del funzionamento dei batteriofagi, grazie anche allo sviluppo delle tecniche di biologia molecolare, ha permesso a questi virus di essere meglio apprezzati e ha suscitato l’interesse da parte del mondo scientifico nella ricerca di alternative agli antibiotici.

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BIBLIOGRAFIA

 

A cura di Eva Zaffarini. Revisionato da Giulia Ciceri


About the Author : Eva Zaffarini

Studentessa di Biologia. Curiosa e appassionata. Amante del rock'n'roll. Aspirante ingegnere genetico.

3 Comments
  1. […] questo biocemento vero? Vuoi conoscere altre curiosità sui microrganismi? Clicca sui link Virus: scopri come sconfiggere l’antibiotico resistenza. e Cosa sono e come sfruttare gli organismi […]

  2. […] sapere altre notizie interessanti sui batteri? Leggi i nostri articoli sull’argomento. Virus: scopri come sconfiggere l’antibiotico resistenza. Cosa sono e come sfruttare gli organismi estremofili. Difterite, minaccia sempre alle […]

  3. […] della cellula stessa, per produrre nuove particelle virali. Proprio a causa della natura dei batteriofagi, che li spinge ad iniettare il proprio genoma nel citoplasma di alcuni tipi di cellule batteriche, […]

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