Gli antibiotici favoriscono la resistenza nelle acque, anche dopo essersi degradati.

Una nuova ricerca, pubblicata in occasione della Giornata Mondiale degli Oceani, ha dimostrato per la prima volta che gli antibiotici continuano a favorire la resistenza batterica anche dopo essere stati degradati negli impianti di depurazione delle acque reflue e scaricati nei fiumi e nei mari.

Quando assumiamo antibiotici, circa il 90% del farmaco che attraversa il nostro corpo finisce nelle acque reflue e viene espulso con le urine. Precedenti ricerche hanno dimostrato che, anche nei nostri corsi d’acqua, i farmaci possono continuare a favorire lo sviluppo di batteri resistenti, che possono poi essere ingeriti da chi nuota nei fiumi e in mare, o da chi pratica surf. Questo contribuisce al problema globale dell’inefficacia degli antibiotici nel trattamento delle infezioni, un problema in crescita che è già responsabile di cinque milioni di decessi all’anno in tutto il mondo.

Ora, per la prima volta, uno studio condotto dall’Università di Exeter e dall’Università del Queensland ha esaminato i prodotti di trasformazione degli antibiotici, ovvero i metaboliti che si formano quando gli antibiotici si degradano nell’ambiente, compresi gli impianti di depurazione delle acque reflue.

Lo studio, pubblicato su Nature Water , ha rilevato che alcuni di questi metaboliti favoriscono la resistenza tanto quanto l’antibiotico da cui derivano. In alcuni casi, questi prodotti di trasformazione hanno innescato la resistenza alla stessa concentrazione degli antibiotici originali. Ciò suggerisce che, anche dopo la degradazione degli antibiotici, i loro sottoprodotti possono conservare la capacità di promuovere la resistenza batterica. I ricercatori chiedono ora nuove valutazioni del rischio che tengano conto dell’impatto dei metaboliti e identifichino processi di trattamento in grado di arrestare l’ulteriore sviluppo di questa resistenza.

Rischio di resistenza nascosto delle acque reflue

Pooja Lakhey, dell’Università del Queensland, che ha co-diretto lo studio, ha affermato: “La resistenza agli antibiotici è una grave minaccia per la salute globale, definita la ‘pandemia silenziosa’, e contribuisce già a circa cinque milioni di morti all’anno. Dobbiamo urgentemente affrontare tutte le possibili soluzioni per ridurre il problema dei batteri che sviluppano resistenza ai farmaci che utilizziamo per curarli.”

“Il trattamento delle acque reflue è generalmente considerato un metodo per ridurre le concentrazioni di antibiotici e l’attività biologica, sebbene non necessariamente per eliminarle del tutto. La nostra ricerca dimostra che gli impianti di depurazione possono fungere da serbatoi nascosti di bioattività, con antibiotici e metaboliti che contribuiscono allo sviluppo della resistenza.”

Nel presente studio, esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che le comunità batteriche presenti in campioni di acque reflue raccolti sia nel Queensland che in Cornovaglia hanno sviluppato resistenza quando sono state esposte a metaboliti appartenenti a tre diverse classi di antibiotici.

Precedenti ricerche condotte dall’Università del Queensland hanno misurato la concentrazione di circa 100 antibiotici e metaboliti in 50 impianti di depurazione delle acque reflue in tutta l’Australia. Hanno riscontrato elevate concentrazioni di alcuni di questi metaboliti nei sistemi idrici . Alcuni impianti di depurazione rimuovevano livelli più elevati di questi composti rispetto ad altri, il che suggerisce che gli impianti di depurazione delle acque reflue potrebbero fornire soluzioni al problema.

Richieste di un monitoraggio più ampio

La dottoressa Aimee Murray, docente senior di microbiologia all’Università di Exeter, ha dichiarato: “Dobbiamo urgentemente ridurre il numero di batteri resistenti nei nostri corsi d’acqua, in modo da diminuire l’esposizione e il rischio per le persone che nuotano nei nostri fiumi e mari. Raccomandiamo un approccio alla valutazione del rischio che tenga conto dell’impatto sia della sostanza chimica originale, come un antibiotico, sia dei suoi componenti in cui si decompone, che continuano a favorire la resistenza. Dobbiamo orientarci verso processi di trattamento in grado di ridurre il pericolo rappresentato da tutti questi elementi che contribuiscono alla resistenza.”

Il dottor Jake O’Brien dell’Università del Queensland ha affermato che gli antibiotici e i loro prodotti di degradazione non vengono comunemente analizzati nei programmi di monitoraggio delle acque reflue o dell’ambiente.

“Le aziende idriche non sono la causa della resistenza antimicrobica, ma purtroppo siamo costretti a gestire qualsiasi cosa finisca nello scarico”, ha affermato.

“Sono fondamentali per fornirci campioni e molti sono interessati a cercare di risolvere i problemi una volta che li abbiamo identificati. Il vero problema è che gli esseri umani usano troppi antibiotici e i loro prodotti di degradazione continuano ad alimentare la resistenza agli antibiotici.”

Abstract

I prodotti di trasformazione degli antibiotici (TP) vengono frequentemente rilevati nelle acque reflue e negli ambienti acquatici, eppure il loro ruolo nella selezione della resistenza antimicrobica (AMR) rimane in gran parte inesplorato. Nonostante la persistenza ambientale, la mobilità e la potenziale bioattività residua, i TP sono sistematicamente esclusi dalle valutazioni del rischio ambientale e dai sistemi di sorveglianza dell’AMR. In questo studio, valutiamo sistematicamente il potenziale di selezione della resistenza dei TP degli antibiotici rispetto ai loro composti di origine, utilizzando complesse comunità microbiche derivate dalle acque reflue. Un test basato sulla crescita ha rivelato che diversi TP presentavano concentrazioni minime di effetto osservate solo due volte superiori a quelle dei loro composti di origine, con il solfato di moxifloxacina e la descladinose roxitromicina che mostravano addirittura una maggiore inibizione della crescita rispetto ai rispettivi antibiotici di origine. Esperimenti di evoluzione della durata di sette giorni hanno dimostrato che i peptidi di transizione (TP) come la desmetil ofloxacina, l’N -acetil sulfametossazolo e la desmetil eritromicina arricchiscono il gene intI1 dell’integrone di classe 1 a livelli paragonabili o superiori a quelli dei rispettivi antibiotici di origine, nelle classi dei fluorochinoloni, dei sulfonamidi e dei macrolidi-lincosamidi-streptogramine. Questi risultati dimostrano che i TP costituiscono una componente sostanziale, spesso trascurata, della pressione selettiva totale nei sistemi di trattamento delle acque reflue e dovrebbero essere integrati nei sistemi di sorveglianza della resistenza antimicrobica, di valutazione dei trattamenti e di valutazione del rischio ambientale.

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