Ci stiamo avvicinando a un’era in cui nessun antibiotico funziona?

I ricercatori sono preoccupati per il rapido sviluppo e la diffusione di “superbatteri”, che sono batteri che non rispondono agli antibiotici. Per la prima volta, gli scienziati hanno trovato potenti superbatteri nell’Alto Artico remoto della Norvegia, che temono non sia di buon auspicio per il futuro dei trattamenti antibiotici.
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Gli scienziati trovano i batteri resistenti agli antibiotici dove lo ritenevano meno probabile – nel remoto Artico.

In parte a causa di processi naturali e in parte a causa di un uso eccessivo o improprio di antibiotici, molti ceppi batterici pericolosi sono diventati ancora più minacciosi sviluppando resistenza ad alcuni antibiotici , i farmaci che i medici prescrivono di solito per trattare le infezioni batteriche.

Questi potenti batteri, soprannominati “superbatteri”, sono responsabili di migliaia di morti ogni anno, sia in Europa che negli Stati Uniti .

La prof.ssa Jennifer Roberts dell’Università del Kansas a Lawrence ha recentemente guidato un gruppo che ha svolto uno studio sullo scongelamento del permafrost nel remoto arcipelago alto della Norvegia.

Lo scopo iniziale del team era capire come il gas metano che questo rilascio di ghiaccio si sciolga possa riguardare il cambiamento climatico a livello globale.

Tuttavia, quando i ricercatori stavano analizzando campioni di suolo provenienti dalla regione Kunsfjorden delle Svalbard in Norvegia, dove erano basati, trovarono qualcosa che li sorprese e li allarmò: una serie di superbatteri che, a detta di tutti, non avrebbero dovuto vivere lì.

“Lo studio ha offerto una buona opportunità per testare campioni di suolo per i geni antibiotici con l’ipotesi che Svalbard fosse un posto così remoto e isolato, non avremmo trovato alcuna prova di tali geni”, dice il prof. Roberts.

“Al contrario,” nota, “ne abbiamo trovate alcune, tra cui geni super-resistenti agli antibiotici come il gene New Delhi, che sono emersi per la prima volta in India non molto tempo fa.Questa è stata una sorpresa – i geni che abbiamo trovato avevano chiaramente un breve tempo di trasferimento tra l’essere scoperto in India e il nostro gruppo che li ha rilevati nell’Artico solo pochi anni dopo. “

Gli scienziati raccontano le loro scoperte e le implicazioni di questa scoperta in un nuovo documento di studio che appare sulla rivista Environment International .

“Una possibilità di spreco umano è stata coinvolta”

I ricercatori hanno analizzato 40 campioni di terreno provenienti da otto diverse località nelle Svalbard. Il sequenziamento del DNA che hanno condotto ha rivelato la presenza di 131 geni resistenti agli antibiotici.

Uno di questi geni, la cui presenza nel suolo artico ha sorpreso i ricercatori, è il blaNDM-1 , che gli scienziati hanno scoperto per la prima volta a Nuova Delhi, in India, nel 2007.

Nei batteri, il blaNDM-1 conferisce resistenza agli antibiotici carbapenemici, un potente set di farmaci che i medici usano solo per trattare le malattie infettive che non rispondono ad altri antibiotici.

La domanda che è nata da questa scoperta è stata: come hanno fatto questi superbatteri a raggiungere questa remota regione artica? Il Prof. Roberts e colleghi ipotizzano che ci siano diversi modi in cui i ceppi resistenti agli antibiotici potrebbero essersi diffusi così lontano.

“Probabilmente provenivano 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”, spiega il prof. Roberts.

“Alcuni dei siti in cui abbiamo trovato il ceppo di geni di Nuova Delhi non sono molto lontani dalla principale base di ricerca, quindi c’è una possibilità che i rifiuti umani siano coinvolti”, osserva.

Il ricercatore menziona anche altri due percorsi attraverso i quali i ceppi resistenti potrebbero aver viaggiato. Il primo è attraverso “colonie di uccelli nidificanti” che erano presenti in aree in cui gli scienziati osservavano “le più alte concentrazioni di questi geni”. Il secondo è attraverso i movimenti di piccoli animali, come le volpi, che possono raccogliere gli insetti dagli annaffiature che condividono con gli uccelli.

I superbug sono “sia nativi che evoluti”

Quindi, gli scienziati hanno affrontato un altro problema. Volevano scoprire quali dei geni resistenti agli antibiotici fossero nativi, cioè, che si verificano naturalmente nella regione, e quali potrebbero aver “viaggiato” nell’Artico da altre parti del mondo.

“Poiché la migrazione di questi geni è di così grande preoccupazione, la prossima domanda diventa:” Questi geni sono resistenti agli antibiotici nativi o sono stati trasferiti? “, Afferma il prof. Roberts.

I ricercatori hanno identificato un punto di riferimento per i geni nativi resistenti agli antibiotici in modo che potessero separarli da quelli che sono arrivati ​​in questa regione da altrove.

“Lo abbiamo fatto osservando le riserve nutrizionali nel suolo, che sono molto, molto basse in questi terreni artici, quindi siamo stati in grado di collegare i geni resistenti agli antibiotici a quella che sembra essere una nuova fonte di fosfato proveniente dall’esterno – e la fonte più probabile di fosfato sono le feci, sia nelle acque reflue umane che, più che probabile, nel guano degli uccelli “, spiega il ricercatore.

Gli scienziati ritengono che alcuni dei geni resistenti agli antibiotici siano passati da un batterio all’altro attraverso un processo chiamato “trasferimento laterale del gene”, in cui i batteri nocivi trasportati dagli uccelli e dagli altri vettori passano dalle feci nell’acqua.

Una volta che muoiono, i batteri rilasciano il loro materiale genetico nell’ambiente, il che significa che altri batteri possono quindi raccogliere i geni resistenti agli antibiotici.

Il gruppo di ricerca avverte che la scoperta della resistenza antibiotica multiresistente nell’Artico remoto significa che il fenomeno superbug è diventato veramente globale e può rappresentare una minaccia molto seria e immediata.

Abbiamo trovato geni sia nativi che evoluti resistenti agli antibiotici 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 i patogeni che stiamo cercando di combattere hanno raccolto geni resistenti tramite l’evoluzione o il trasferimento laterale “.

Prof. Jennifer Roberts

“Per noi è molto importante iniziare a pensare alla gestione del sistema idrico e all’uso di antibiotici in modi globali – e iniziare a ridurre e controllare parte della diffusione che non è chiaramente controllata al momento”, ha affermato il professor Roberts.

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Il digiuno aumenta il metabolismo e combatte l’invecchiamento

L’ultimo studio per esplorare l’impatto del digiuno sul corpo umano conclude che aumenta l’attività metabolica più di quanto realizzato in precedenza e può persino conferire benefici anti-invecchiamento.
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Uno studio recente dà un’occhiata a quanto il metabolismo influenzi il digiuno.

Gli studi hanno dimostrato che il digiuno intermittente può aiutare alcune persone a perdere peso.

Sebbene i ricercatori stiano ancora discutendo su quanto possa essere efficace il digiuno per la perdita di peso, la nuova ricerca suggerisce altri benefici.

Nei ratti, ad esempio, gli studi dimostrano che il digiuno può aumentare la durata della vita.

Sebbene sia eccitante, la prova di ciò negli umani non è ancora stata vista.

Lo studio più recente – che gli autori hanno pubblicato nella rivista Scientific Reports – prende in esame il digiuno negli esseri umani e fornisce nuove informazioni.

“Recenti studi sull’invecchiamento hanno dimostrato che la restrizione calorica e il digiuno hanno un effetto prolungato sulla durata della vita negli animali modello”, dice il primo autore dello studio, Dr. Takayuki Teruya, “ma il meccanismo dettagliato è rimasto un mistero.”

In particolare, gli scienziati dell’Okinawa Institute of Science and Technology University in Giappone hanno esaminato il suo impatto sul metabolismo.

Comprendendo i processi metabolici coinvolti, il team spera di trovare dei modi per sfruttare i benefici del digiuno senza la necessità di rinunciare al cibo per periodi prolungati.

Per investigare, hanno digiunato quattro volontari per 58 ore. Usando la metabolomica o la misurazione dei metaboliti, i ricercatori hanno analizzato campioni di sangue intero a intervalli durante il periodo di digiuno.

Cosa succede durante il digiuno?

Poiché il corpo umano è affamato di cibo, ci sono una serie di cambiamenti metabolici distinti che si verificano.

Normalmente, quando i carboidrati sono prontamente disponibili, il corpo li utilizzerà come combustibile. Ma una volta che se ne sono andati, sembra altrove per l’energia. In un processo chiamato gluconeogenesi, il corpo deriva glucosio da fonti non carboidrati, come gli amminoacidi.

Gli scienziati possono trovare prove della gluconeogenesi valutando i livelli di alcuni metaboliti nel sangue, incluse le carnitine e il butirrato.

Come previsto, dopo il digiuno, i livelli di questi metaboliti erano aumentati nel sangue dei partecipanti. Tuttavia, gli scienziati hanno anche identificato molti più cambiamenti metabolici, alcuni dei quali li hanno sorpresi. Ad esempio, hanno visto un marcato aumento dei prodotti del ciclo dell’acido citrico.

Il ciclo dell’acido citrico avviene nei mitocondri e la sua funzione è di liberare energia immagazzinata. L’escursione osservata nei metaboliti associati a questo processo significa che i mitocondri, le favolose centrali elettriche della cellula, vengono spinti in overdrive.

Un altro risultato sorprendente è stato un aumento dei livelli di purina e pirimidina, che gli scienziati non avevano ancora legato al digiuno.

Queste sostanze chimiche sono un segno di maggiore sintesi proteica ed espressione genica. Questo suggerisce che il digiuno fa sì che le cellule cambino il tipo e la quantità di proteine ​​di cui hanno bisogno per funzionare.

Il digiuno favorisce i composti anti-invecchiamento

Livelli più elevati di purina e pirimidina sono indizi che il corpo potrebbe aumentare i livelli di alcuni antiossidanti . Infatti, i ricercatori hanno notato aumenti sostanziali di alcuni antiossidanti, tra cui ergotioneina e carnosina.

In uno studio precedente , lo stesso team di ricercatori ha dimostrato che, con l’avanzare dell’età, un numero di metaboliti diminuisce. Questi metaboliti comprendono leucina, isoleucina e acido oftalmico.

Nel loro ultimo studio, hanno dimostrato che il digiuno ha potenziato questi tre metaboliti. Spiegano che questo potrebbe aiutare a spiegare come il digiuno prolunghi la durata della vita nei ratti.

In tutti e quattro i soggetti, i ricercatori hanno identificato 44 metaboliti che sono aumentati durante il digiuno, alcuni dei quali aumentati di 60 volte.

Di questi 44, gli scienziati avevano collegato solo il 14 al digiuno prima. Gli autori concludono che “[c] ollectively, il digiuno sembra provocare uno stato molto più metabolicamente attivo di quanto realizzato in precedenza.”

Questi sono metaboliti molto importanti per il mantenimento dell’attività muscolare e antiossidante […]. Questo risultato suggerisce la possibilità di un effetto ringiovanente tramite il digiuno, che non era noto fino ad ora.”

Dr. Takayuki Teruya

Gli scienziati ritengono che un aumento degli antiossidanti potrebbe essere una risposta alla sopravvivenza; durante la fame, i nostri corpi possono sperimentare alti livelli di ossidante stress. Producendo antiossidanti, potrebbe aiutare ad evitare alcuni dei potenziali danni causati dai radicali liberi.

Successivamente, vogliono replicare i risultati in un campione più ampio. Vogliono anche identificare i possibili modi di sfruttare gli effetti benefici del digiuno e scoprire se possono innescare gli effetti della restrizione calorica senza dover limitare l’apporto calorico.

Anche se ci vorrà del tempo prima che possiamo raccogliere i benefici del digiuno senza lo sforzo, le scoperte attuali forniscono ulteriori prove dei benefici per la salute del digiuno.