Innovazione

Salmonella, nuove tecniche di analisi per i ceppi resistenti agli antibiotici

Salmonella, nuove tecniche di analisi per i ceppi resistenti agli antibiotici

Uno studio scientifico appena pubblicato in USA (Siceloff et al., 2021) ha dimostrato l’efficacia di nuove tecnologie di analisi, basate su CRISPR, per individuare alcune sottopopolazioni di Salmonella resistenti agli antibiotici negli animali. Evidenziando al contempo l’inidoneità, in tal senso, dei sistemi convenzionali.

Le nuove tecniche di identificazione molecolare consentono infatti di eseguire uno screening più accurato rispetto ai metodi colturali classici, caratterizzando al meglio proprio quei gruppi che possono contribuire alla diffusione dell’antimicrobico-resistenza (AMR). (1)

Salmonella e antibiotico-resistenza

Salmonella è uno dei batteri patogeni più diffusi – anche in Europa, come mostra il recente rapporto di ECDC ed EFSA sulle zoonosi (2020) – tra gli animali da reddito e da compagnia, quelli selvatici e pure quelli a sangue freddo. Alcuni suoi ceppi, oltre a causare l’insorgenza di malattie anche negli esseri umani, sono vettori di antimicrobico-resistenza. (2)

L’antimicrobico-resistenza è sempre più diffusa, in Salmonella come in Campylobacter, con crescenti difficoltà d’impiego dei trattamenti farmacologici classici. (3) L’utilizzo improprio degli antibiotici in medicina e veterinaria ha portato a un incremento generale del fenomeno su scala globale, se pure le autorità europee (ECDC, EFSA, EMA, 2021) abbiano di recente osservata una lieve riduzione del trend.

Sierotipi di Salmonella

Un sierotipo (o serovar) è una sottospecie microbica che si caratterizza per un antigene specifico, a cui sarà in grado di rispondere uno specifico anticorpo. La specie Salmonella enterica è nota per i numerosi sierotipi di cui è costituita e le diverse patologie che si possono sviluppare nell’uomo. (4)

Il sierotipo Reading è prevalente negli allevamenti di animali da reddito, in particolar modo tra i bovini e i tacchini. Sui bovini, in particolare, questo sierotipo sviluppa antimicrobico-resistenza con elevata frequenza – anche a causa di recenti epidemie diffuse in Nord America – ed è ancor più necessario trovare sistemi che ne facilitino l’identificazione. (5)

Salmonella, la tecnologia CRISPR-SeroSeq

La sorveglianza e l’isolamento di Salmonella generalmente dipendono dal metodo colturale impiegato. Questo approccio attualmente permette di individuare pochi sierotipi – soprattutto, quelli più abbondanti all’interno della popolazione analizzata – e spesso non considera quelli minoritari, i quali tuttavia operano come serbatoi di AMR. (6)

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, utilizzata anche per l’editing genomico, come si è visto) – nello specifico, CRISPR-SeroSeq – è una tecnologia che invece permette di identificare le frequenze relative a più sierotipi in un solo campione. Ed è stata perciò sperimentata anche per identificare i sierotipi di Salmonella. (7)

CRISPR-SeroSeq, risultati degli studi

L’analisi delle popolazioni isolate da matrici di origine bovina ha permesso di identificare che due terzi dei campioni positivi alla Salmonella esaminati contenevano numerosi sierotipi tra i quali il Reading (anche se presente in minoranza, probabilmente perché poco competitivo).

La tecnologia CRISPR-SeroSeq è effettivamente risultata in grado di classificare in modo più preciso e accurato le popolazioni di Salmonella presenti e di individuare numerosi sierotipi, anche quelli difficilmente individuabili come il sierotipo Reading, soprattutto con i metodi di isolamento tradizionali e i relativi ceppi AMR.

Il trattamento con antibiotici ha mostrato una variazione di sviluppo e comportamento delle popolazioni isolate, di particolare utilità per identificare i sierotipi e ceppi più sensibili e quelli più resistenti ai vari trattamenti.

Conclusioni provvisorie

La funzionalità della nuova tecnologia per la classificazione delle specie di Salmonella in matrici animali è sicuramente un nuovo strumento utile per effettuare uno screening più efficace e accurato non solo del microrganismo, ma di tutti i portatori di antimicrobico-resistenza.

Il sistema dovrà venire testato anche in altri contesti, in vista della sua validazione. Il suo utilizzo combinato con altre tecnologie (es. qPCR) potrebbe migliorare ulteriormente l’efficienza del sistema, per identificare così i caratteri di resistenza di tutti i sierotipi in una popolazione.

Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna

Note

(1) Siceloff et al. (2021). Antimicrobial resistance hidden within multiserovar Salmonella populations. Antimicrobials Agents and Chemotherapy 65(6):e00048-21, https://doi.org/10.1128/AAC.00048-21

(2) Silvia Bonardi. Salmonella e antibiotico-resistenza. GIFT (Great Italian Food Trade) 29.12.18, https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/salmonella-e-antibiotico-resistenza

(3) Marta Strinati. Salmonella e Campylobacter sempre più resistenti agli antibiotici. GIFT (Great Italian Food Trade) 09.4.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/sicurezza/salmonella-e-campylobacter-sempre-più-resistenti-agli-antibiotici

(4) Hannemann et al. (2017). Salmonella enterica serovar-specific transcriptional reprogramming of infected cells. PLoS Pathogens 13(7): e1006532, https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006532

(5) Miller et al. (2020). Emergence of a Novel Salmonella enterica Serotype Reading Clonal Group Is Linked to Its Expansion in Commercial Turkey Production, Resulting in Unanticipated Human Illness in North America. Clinical Science and Epidemiology 5(2):e00056-20, https://doi.org/10.1128/mSphere.00056-20

(6) Shah et al. (2017). Population dynamics and antimicrobial resistance of the most prevalent poultry-associated Salmonella serotypes. Poultry Science 96:687–702, https://doi.org/10.3382/ps/pew342

(7) Thompson et al. (2018). High-resolution identification of multiple Salmonella serovars in a single sample by using CRISPR-SeroSeq. Appl Environ Microbiol 84:e01859-18, https://doi.org/10.1128/AEM.01859-18

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