Geni della resistenza & Microbioma intestinale

Il microbioma intestinale umano è costituito da miliardi di microrganismi che insieme formano un ecosistema estremamente complesso. Negli ultimi anni, un tema è sempre più al centro della ricerca: i geni della resistenza agli antibiotici¹.

La resistenza agli antibiotici è oggi considerata una delle più grandi sfide sanitarie globali del nostro tempo².

Ciò che molti non sanno:

I geni associati alla resistenza possono essere trovati anche nel microbioma intestinale umano, persino negli individui sani³.

L'insieme di questi geni associati alla resistenza è chiamato resistoma.

Cosa sono i geni della resistenza?

I geni della resistenza sono sequenze genetiche che possono consentire ai batteri di proteggersi da determinati antibiotici⁴.

I batteri possono acquisire tali geni in diversi modi:

• Attraverso l'evoluzione naturale
• Attraverso il contatto con altri batteri
• Attraverso elementi genetici mobili
• Attraverso influenze ambientali

Particolarmente importante:

Il rilevamento dei geni della resistenza non significa automaticamente che sia presente un'infezione o che gli antibiotici non funzioneranno più.

Significa che all'interno dell'ecosistema microbico sono presenti schemi genetici associati alla resistenza.

Il resistoma: una parte naturale del microbioma

La ricerca dimostra che i geni associati alla resistenza si trovano naturalmente nelle comunità microbiche⁵.

Si trovano in:

• Nell'intestino umano
• Nel suolo
• Nell'acqua
• Nel cibo
• Nei sistemi di trattamento delle acque reflue

Gli studi metagenomici moderni dimostrano che il resistoma intestinale umano è estremamente individuale⁶.

Può essere influenzato da:

• Trattamenti antibiotici precedenti
• Alimentazione
• Stile di vita
• Fattori ambientali
• Viaggi
• Diversità microbica

Antibiotici e resistoma

Gli antibiotici sono tra i fattori più potenti noti a influenzare il microbioma intestinale⁷.

Gli studi dimostrano che i trattamenti antibiotici possono alterare sia la diversità batterica sia la composizione del resistoma⁸.

Particolarmente interessante:

Anche dopo la fine della terapia antibiotica, i geni associati alla resistenza possono rimanere rilevabili nel microbioma per lunghi periodi⁹.

La durata della persistenza di tali schemi varia notevolmente da individuo a individuo.

Come si diffondono i geni della resistenza?

Uno degli aspetti più affascinanti della microbiologia moderna è il cosiddetto trasferimento genico orizzontale¹⁰.

I batteri possono scambiarsi materiale genetico, inclusi i geni associati alla resistenza.

Ciò avviene, ad esempio, attraverso:

• Plasmidi
• Elementi genetici mobili
• Batteriofagi
• Contatto diretto da cellula a cellula

È esattamente per questo che la ricerca moderna non considera il resistoma come una collezione statica di geni, bensì come una componente dinamica degli ecosistemi microbici¹¹.

Come vengono analizzati i geni della resistenza?

I test tradizionali sul microbioma basati sui metodi 16S esaminano principalmente le regioni marcatori batterici e possono rilevare a malapena, se proprio lo fanno, i geni associati alla resistenza¹².

La moderna sequenziazione shotgun va molto più avanti.

Analizza il DNA microbico totale all'interno di un campione. Ciò consente anche di indagare gli schemi genetici associati alla resistenza¹³.

In Bactera utilizziamo la moderna metagenomica shotgun combinata con la bioinformatica scientifica.

Con il nostro approccio Microbiome 360°, analizziamo:

Area	Cosa viene analizzato
Diversità batterica	Diversità alfa e stabilità microbica
Geni della resistenza	Schemi genetici associati alla resistenza
Funghi & Lieviti	Componenti del micobioma
Virus & Fagi	Componenti del viroma
Potenziali funzionali	Schemi metabolici microbici

Importante da comprendere

Il rilevamento dei geni associati alla resistenza non è una diagnosi medica¹⁴.

Non significa che:

• Esista un'infezione
• Gli antibiotici non funzioneranno più
• Il trattamento sia necessario

Queste analisi sono destinate all'interpretazione scientifica ed educativa degli schemi microbici e non sostituiscono le diagnosi mediche.

Conclusione

Il resistoma è una componente naturale ed estremamente dinamica del microbioma intestinale umano.

La ricerca moderna indaga intensamente come gli antibiotici, l'alimentazione, l'ambiente e le interazioni microbiche influenzino gli schemi genetici associati alla resistenza.

Grazie alla moderna sequenziazione shotgun, queste strutture genetiche estremamente complesse possono ora essere analizzate in modo molto più completo rispetto a pochi anni fa.

È esattamente per questo che la ricerca sul resistoma sta diventando uno degli ambiti più importanti della moderna scienza del microbioma. Sei curioso di conoscere il tuo ecosistema microbico? Scopri come funziona l'analisi della flora intestinale.

Riferimenti scientifici

1. Murray CJL et al. Global burden of bacterial antimicrobial resistance. The Lancet. 2022.
2. World Health Organization. Antimicrobial resistance global report. 2023.
3. Forslund SK et al. Country-specific antibiotic use practices impact the human gut resistome. Genome Research. 2021.
4. Blair JMA et al. Molecular mechanisms of antibiotic resistance. Nature Reviews Microbiology. 2021.
5. D’Costa VM et al. Antibiotic resistance is ancient. Nature. 2021 update.
6. Ruppe E et al. Prediction of the intestinal resistome by a three-dimensional structure-based method. Nature Microbiology. 2021.
7. Dethlefsen L, Relman DA. Antibiotic perturbations of the human gut microbiota. Cell Host & Microbe. 2021.
8. Palleja A et al. Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure. Nature Microbiology. 2021.
9. Anthony WE et al. Acute and persistent effects of commonly used antibiotics on the gut microbiome and resistome. Cell Reports. 2022.
10. Partridge SR et al. Mobile genetic elements associated with antimicrobial resistance. Clinical Microbiology Reviews. 2021.
11. Jian Z et al. Antibiotic resistance genes in bacteria. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 2021.
12. Quince C et al. Shotgun metagenomics from sampling to analysis. Nature Biotechnology. 2021.
13. Knight R et al. Best practices for analysing microbiomes. Nature Reviews Microbiology. 2022.
14. Crits-Christoph A et al. Good microbes, bad genes? The dissemination of antimicrobial resistance in the human microbiome. Gut Microbes. 2022.