Genomic Characterisation of Poultry-Derived Enterococci in the Czech Republic: Insight into Virulence and Antimicrobial Resistance

Nel mondo nascosto dell'intestino, minuscoli batteri chiamati enterococchi vivono fianco a fianco con esseri umani e animali. Questi non sono di solito invasori pericolosi; sono comuni residenti del sistema digerente, presenti nel suolo, nell'acqua e nel cibo. Tuttavia, hanno una reputazione notoria in medicina perché sono eccezionalmente bravi nell'imparare come sopravvivere agli attacchi degli antibiotici. Quando questi batteri acquisiscono la capacità di resistere ai farmaci, diventano difficili da trattare, ponendo un rischio sia per la salute animale che per quella umana. Gli scienziati sanno da tempo che le fattorie sono luoghi in cui questi batteri prosperano, ma l'immagine completa di ciò che questi ceppi specifici trasportano — i loro progetti genetici per la sopravvivenza e la loro capacità di causare malattie — è rimasta poco chiara in molte regioni. Comprendere esattamente quali geni possiedono questi batteri è fondamentale, perché rivela come potrebbero diffondere la resistenza dalla fattoria all'ambiente circostante.

Un team di ricercatori nella Repubblica Ceca ha recentemente esaminato da vicino questi batteri per vedere cosa trasportassero. Hanno raccolto campioni da polli in dodici diverse fattorie, prelevando tamponi da pulcini di un giorno, volatili più adulti e persino dai capannoni stessi. In totale, hanno raccolto 47 campioni distinti di enterococchi. Invece di limitarsi a osservare come i batteri reagivano agli antibiotici in una provetta, gli scienziati hanno decodificato l'intero manuale di istruzioni genetico di ogni campione. Questo processo, noto come sequenziamento dell'intero genoma, ha permesso loro di vedere ogni singolo gene posseduto dai batteri, incluse le istruzioni specifiche per resistere ai farmaci e gli strumenti che utilizzano per aderire ai tessuti o formare strati protettivi.

Lo studio ha rivelato una comunità batterica diversificata. La maggior parte dei campioni apparteneva a una specie chiamata Enterococcus faecalis, ma il team ha trovato anche Enterococcus faecium, Enterococcus gallinarum ed Enterococcus cecorum. Quando hanno mappato gli alberi genealogici genetici di questi batteri, hanno trovato 19 tipi diversi, noti come tipi di sequenza. Tre di questi tipi non erano mai stati visti prima e sono stati aggiunti al database globale della genetica batterica. Questa scoperta suggerisce che le popolazioni batteriche negli allevamenti avicoli ceki sono in costante evoluzione e sono più variegate di quanto si pensasse in precedenza. I ricercatori hanno anche scoperto che alcuni di questi nuovi tipi trasportavano combinazioni uniche di geni, suggerendo che queste fattorie potrebbero essere vivai per nuove linee genetiche.

Il reperto più significativo riguardava la capacità dei batteri di resistere ai medicinali. I ricercatori hanno scoperto che i batteri trasportavano una vasta gamma di geni che li proteggono dai comuni antibiotici, inclusi quelli utilizzati per trattare le infezioni sia negli animali che nelle persone. Le resistenze più comuni erano contro le tetracicline, i macrolidi e i lincosamidi. In molti casi, un singolo batterio trasportava le istruzioni per resistere a diverse classi di farmaci contemporaneamente. Questo è noto come multiresistenza. Lo studio ha dimostrato che gli isolati di E. faecalis erano i più carichi di questi geni di resistenza, con alcuni che trasportavano fino a nove diversi tipi di istruzioni di resistenza. Ciò conferma che l'avicoltura può agire come un serbatoio, trattenendo questi pericolosi tratti genetici.

Oltre alla resistenza, il team ha anche cercato geni che rendono i batteri pericolosi, noti come fattori di virulenza. Questi sono gli strumenti che i batteri usano per aderire a un ospite, formare comunità protettive chiamate biofilm o eludere il sistema immunitario. I batteri E. faecalis sono risultati dotati di un gran numero di questi geni di virulenza. Molti di essi possedevano le istruzioni per costruire biofilm, ovvero strati viscidi che aiutano i batteri a sopravvivere sulle superfici e a resistere alla pulizia. Trasportavano anche geni che permettono loro di percepirsi a vicenda e coordinare il proprio comportamento, un sistema che aiuta a stabilire infezioni. I ceppi più virulenti trasportavano tra 2 4 e 35 diversi geni di virulenza, suggerendo che siano ben equipaggiati per causare malattie se si spostano dalla fattoria a un ospite vulnerabile.

Un reperto specifico ha offerto una nota rassicurante. I ricercatori hanno cercato geni che conferiscono resistenza alla vancomicina, un potente antibiotico spesso usato come ultima risorsa per infezioni gravi. Non hanno trovato prove dei geni di resistenza di alto livello che rendono la vancomicina inutile. L'unica resistenza alla vancomicina che hanno trovato era nei campioni di E. gallinarum, che trasportano una resistenza naturale di basso livello che è integrata nella loro specie e non può facilmente diffondersi ad altri batteri. Ciò si allinea alle tendenze più ampie in Europa, dove il divieto di un particolare antibiotico utilizzato per la promozione della crescita decenni fa ha ridotto con successo la presenza di batteri altamente resistenti nell'avicoltura.

Lo studio conclude che, sebbene i polli nella Repubblica Ceca non stiano attualmente trasportando i ceppi più pericolosi e ad alta resistenza ai farmaci, sono comunque una fonte significativa di batteri con il potenziale per causare problemi. I batteri trovati lì sono diversificati, trasportano molti geni di resistenza e possiedono gli strumenti per causare infezioni. La presenza di nuovi tipi genetici e l'alto numero di geni di resistenza suggeriscono che queste fattorie sono ambienti attivi in cui i batteri si stanno costantemente adattando. I ricercatori sottolineano che questo evidenzia la necessità di un monitoraggio continuo e di un uso attento degli antibiotici nelle fattorie per evitare che questi batteri diventino un problema maggiore per la salute pubblica.