54. R. Villano “Antibioticoresistenza”. Si tracciano cenni storici sul concetto di antibiosi, su ricerche, scoperta e produzione degli antibiotici e sul loro ruolo mondiale non solo terapeutico ma anche strategico dal secondo dopoguerra. Poi, si esaminano a livello nazionale ed internazionale: le problematiche inerenti consumo, uso improprio e abuso di antibiotici nell’uomo, in zootecnia, agricoltura e, quindi, nel ciclo alimentare e nell’ambiente; le politiche di contrasto al fenomeno dell’iperprescrizione e nei cittadini il grado di informazione e consapevolezza dei rischi; le linee guida di buona prassi comportamentale del malato; i documenti principali di lotta a tale emergenza. Si effettuano, inoltre, una rassegna analitica e un approfondimento su alcune super patologie (tubercolosi, gonorrea, meningite, ecc.) e sulle resistenze batteriche ai principali antibiotici. Si realizzano, infine, una ricognizione sull’attualità delle tecnologie e degli indirizzi di ricerca applicata e una rassegna sulle principali recenti nuove terapie. Chiude il lavoro un’appendice tecnica contenente un apparato essenziale di normative e direttive ministeriali italiane e comunitarie europee sul tema. È in diverse istituzioni scientifiche, storiche, professionali e in molte Biblioteche specialistiche, civiche e nazionali in Italia e all’estero, tra cui: Ministero della Salute; Accademia Nazionale delle Scienze detta dei XL; Institute for the Preservation of Medical Traditions of Smithsonian Institution-Washington USA; Medica Statale; Scienze Mediche e farmaceutiche Sede di Medicina Università di Genova; Dipartimento di Scienze farmaceutiche Università di Padova; Nobile Collegio Chimico Farmaceutico Universitas Aromatariorum Urbis; nazionali: Napoli, Roma, Firenze, Potenza; Malatestiana di Cesena. (Chiron, ISBN 978-88-97303-25-1, CDD 303 VIL mus 2015, LCC DG461-583.8, Roma, pp. 164, Prima Edizione maggio 2015; Prima Ristampa giugno 2015; Seconda Edizione luglio 2015);

1. Antibioticoresistenza
68

2. Raimondo Villano
5

3. Antibioticoresistenza
6
Copia n. __________________
L’autore
_________________________
© Copyright Raimondo Villano.
© Ricerche, elaborazioni, copertina a cura di Raimondo Villano.
Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del libro può essere riprodotta in
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Realizzazione editoriale: Prof. Dott. Maria Rosaria Giordano.
Redazione: farmavillano@libero.it.
Advisor executive: Francesco Villano.
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© 2015 Fondazione Chiron.
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Vendite: chironeditore@gmail.com; Catalogo: www.raimondovillano.com (business).
Stampa AQ - Roma.
1^ edizione: maggio 2015. 1^ ristampa: giugno 2015. 2^ edizione: luglio 2015.
Numero di pagine complessive: 256.
Finito di scrivere il: tre giugno 2015.
Serie numerata e limitata.
Questo volume senza il tagliando di prova d’acquisto è da considerarsi gratuito mentre
privo di numero di serie e firma dell’autore è da ritenersi contraffatto.
ISBN 978-88-97303-27-5.
CDD 610 VIL ant 2015.
LCC RM 265 - 267.

4. Raimondo Villano
7
Indice
Sommario 13
Abstract 15
Résumé 17
Abstrakt 19
Abstracto 21
1. Cenni storici sugli antibiotici 25
2. Problematiche e contrasto dell’antibioticoresistenza 35
3. Principali resistenze ad antibiotici 49
4. Approfondimenti su alcune super patologie 57
5. Tecnologie e indirizzi di ricerca 67
6. Nuovi presidi terapeutici 79
7. Appendice
a) Ministero della Sanità - Circolare n. 52/1985
b) Ministero della Sanità - Circolare n. 08/1988
c) Ministero della Sanità - Decreto 24 luglio 1995
d) Council of European Union - Recommendation 9 june 2009
e) Seconda relazione della Commissione Europea al Consiglio in merito
all’attuazione della raccomandazione 2009/C 151/01 del Consiglio sulla
sicurezza dei pazienti
f) Transatlantic Task Force on Antimicrobial Resistance:
Recommendations for future collaboration between the U.S. and E.U.
89
8. Profilo dell’autore 249

5. Raimondo Villano
9
“La vita è breve, l’arte è lunga,
l’occasione favorevole,
il tentativo ingannevole,
la decisione difficile”
Ippocrate

6. Raimondo Villano
11
Parole chiave
antibiotici, resistenza, batteri.
Keywords
antibiotics, resistance, bacteria.
Classification LCC
RM 265 - 267.
Title
Antibiotic resistance.

7. Raimondo Villano
13
Sommario
Si tracciano cenni storici sul concetto di antibiosi, su ricerche, scoperta e
produzione degli antibiotici e sul loro ruolo mondiale non solo terapeutico
ma anche strategico dal secondo dopoguerra. Poi, si esaminano a livello
nazionale ed internazionale: le problematiche inerenti consumo, uso
improprio e abuso di antibiotici nell’uomo, in zootecnia, agricoltura e,
quindi, nel ciclo alimentare e nell’ambiente; le politiche di contrasto al
fenomeno dell’iperprescrizione e nei cittadini il grado di informazione e
consapevolezza dei rischi; le linee guida di buona prassi comportamentale
del malato; i documenti principali di lotta a tale emergenza. Si effettuano,
inoltre, una rassegna analitica e un approfondimento su alcune super
patologie (tubercolosi, gonorrea, meningite, ecc.) e sulle resistenze
batteriche ai principali antibiotici. Si realizzano, infine, una ricognizione
sull’attualità delle tecnologie e degli indirizzi di ricerca applicata e una
rassegna sulle principali recenti nuove terapie. Chiude il lavoro
un’appendice tecnica contenente un apparato essenziale di normative e
direttive ministeriali italiane e comunitarie europee sul tema.

8. Raimondo Villano
15
Abstract
You plot historical notes on the concept of antibiosis, on research,
discovery and production of antibiotics and their global role not only
therapeutic but also strategic since World War II. Then, you look at
national and international issues related consumption, misuse and overuse
of antibiotics in humans, in animal husbandry, agriculture, and thus in the
food chain and the environment; policies to combat the phenomenon of
excessive prescription and citizens in the degree of information and
awareness of the risks; guidelines of good practice behavior of the patient;
the main documents of struggle in this emergency. We make also an
analytical overview and a discussion of some super diseases (tuberculosis,
gonorrhea, meningitis, etc.) And bacterial resistance to major antibiotics.
We realize, finally, a survey on current technologies and addresses of
applied research and a survey on major recent new therapies. Closes work
a technical appendix containing an apparatus essential regulations and
ministerial directives Italian and European Community on the theme.

9. Raimondo Villano
17
Résumé
Vous tracez notes historiques sur le concept de antibiose, sur la recherche,
la découverte et la production d’antibiotiques et de leur rôle dans le monde
non seulement thérapeutique, mais aussi stratégique depuis la Seconde
Guerre mondiale. Ensuite, vous regardez les questions nationales et
internationales liées à la consommation, utilisation abusive et excessive
d’antibiotiques chez l’homme, dans l'élevage, l'agriculture et, donc, dans la
chaîne alimentaire et l’environnement; politiques de lutte contre le
phénomène de la prescription excessive et les citoyens dans le degré
d’information et de sensibilisation des risques; lignes directrices de bonne
conduite de la pratique du patient; les principaux documents de lutte dans
cette situation d’urgence. Nous faisons également un aperçu analytique et
une discussion de certaines super maladies (tuberculose, la gonorrhée, la
méningite, etc.) et de la résistance bactérienne aux antibiotiques majeurs.
Nous nous rendons compte, enfin, une enquête sur les technologies et les
adresses de la recherche appliquée en cours et une enquête sur les
principales nouvelles thérapies récentes. Ferme fonctionne une annexe
technique contenant les règlements essentiels de l’appareil et les directives
ministérielles italiennes et de la Communauté européenne sur le thème.

10. Raimondo Villano
19
Abstrakt
Sie plotten historische Anmerkungen über das Konzept der Antibiose, auf
Forschung, Entdeckung und Herstellung von Antibiotika und ihre Rolle in
der Welt nicht nur therapeutisch, sondern auch strategische dem Zweiten
Weltkrieg. Dann schauen Sie auf nationalen und internationalen Fragen im
Zusammenhang mit Konsum, Missbrauch und übermäßige Einsatz von
Antibiotika bei Menschen, in der Tierhaltung, Landwirtschaft, und damit in
die Nahrungskette und die Umwelt; Politik zur Bekämpfung des
Phänomens die übermäßige Verschreibung und Bürger in den Grad der
Information und Sensibilisierung der Risiken; Leitlinien für die gute Praxis
Verhalten des Patienten; die wichtigsten Dokumente des Kampfes in
diesem Notfall. Wir machen auch einen analytischen Überblick und eine
Diskussion einiger Super Krankheiten (Tuberkulose, Gonorrhö, Meningitis,
etc.) und bakterieller Resistenz gegen wichtige Antibiotika. Wir wissen,
schließlich eine Umfrage zu aktuellen Technologien und Adressen von
angewandter Forschung und eine Umfrage zu den wichtigsten aktuellen
neuen Therapien. Schließt Arbeit eine technische Anlage, die eine
Vorrichtung wesentliche Vorschriften und Ministerialrichtlinien
italienischen und europäischen Gemeinschaft über das Thema.

11. Raimondo Villano
21
Abstracto
Trazar notas históricas sobre el concepto de antibiosis, en la investigación,
el descubrimiento y la producción de antibióticos y su papel global no sólo
terapéutico, sino también estratégico desde la Segunda Guerra Mundial. A
continuación, nos fijamos en los asuntos nacionales e internacionales
relacionados con el consumo, el mal uso y abuso de los antibióticos en los
seres humanos, en la ganadería, la agricultura, y por lo tanto en la cadena
alimentaria y el medio ambiente; políticas de lucha contra el fenómeno de
la prescriptión excesiva y los ciudadanos en el grado de información y
conocimiento de los riesgos; pautas de comportamiento de buenas
prácticas de la paciente; los principales documentos de lucha en esta
emergencia. Hacemos también un resumen analítico y una discusión de
algunas enfermedades súper (tuberculosis, gonorrea, meningitis, etc.) y la
resistencia bacteriana a los principales antibióticos. Nos damos cuenta,
por último, un estudio sobre las tecnologías y las direcciones de la
investigación aplicada en curso y una encuesta sobre las principales
nuevas terapias recientes. Cierra funciona un anexo técnico que contiene
un aparato regulaciones esenciales y directivas ministeriales italianas y de
la Comunidad Europea sobre el tema.

12. Raimondo Villano
23
ANTIBIOTICORESISTENZA

13. Raimondo Villano
67
5. Tecnologie e indirizzi di ricerca

14. Raimondo Villano
69
Occorrono rapidi cambiamenti per evitare la miseria e la morte di una
potenziale “era post-antibiotica”.
Le soluzioni appaiono essere il contrasto dell’emergenza, dal monitoraggio
dei casi di resistenza alla prevenzione delle infezioni per ridurre a monte la
necessità di antibiotici attraverso una maggiore igiene, l’accesso ad acque
più pulite, le vaccinazioni, il controllo delle infezioni nelle strutture
sanitarie. Quella ai super-batteri deve essere una guerra di alleanze, in cui
tutti possono e devono fare la propria parte.
In molti casi i test diagnostici disponibili possono già essere usati per
identificare i batteri che alimentano un’infezione, consentendo ai medici di
scegliere trattamenti farmacologici più mirati invece di ricorrere a farmaci
ad ampio spettro che aggravano la resistenza. Il problema, però, è che
questi test richiedono tempo e i medici spesso vi rinunciano ricorrendo agli
antibiotici ad ampio spettro.
Secondo il Rapporto UE, lo sviluppo di test più veloci è cruciale(75)
.
Inoltre, può essere molto utile un rinnovato focus e metodi standardizzati
di monitoraggio dei ceppi resistenti in tutto il mondo.
Attualmente non esiste un consenso globale sulla metodologia e la raccolta
di dati in questo settore. Esistono anche pratiche essenziali quotidiane che
le comunità ed i clinici dovrebbero adottare, tra cui una migliore igiene per
gli operatori sanitari, come ad esempio lavarsi le mani più frequentemente,
e la vaccinare delle popolazioni contro le malattie chiave al fine di ridurre
anche la necessità di antibiotici(76)
.
L’accelerazione dello sviluppo della resistenza dei batteri agli
antibiotici, poi, sarebbero proprio correlata alle terapie antibiotiche più
aggressive: una contraddizione solo apparente, venuta alla luce grazie ad un
esperimento su Escherichia coli.
Secondo uno studio, i batteri sopravvissuti ad un uso massiccio di
medicinali si trovano avvantaggiati dalla mancanza di competizione con gli
altri batteri, sensibili agli antibiotici(77)
.
Dunque, più è potente un trattamento antibiotico, più velocemente i
batteri sviluppano una resistenza a questi farmaci.
______________
(75) Maron Dina Belle, Ibid.
(76) Maron Dina Belle, Ibid.
(77) Scientific American, Resistenza agli antibiotici, uno sguardo alla genetica (da uno
studio pubblicato su ‘PLoS Biology’ da Robert Beardmore e Colleghi, gruppo di
microbiologi dell’Università di Exeter nel Regno Unito, in collaborazione con i
Colleghi dell’Università di Kiel, in Germania), 4 aprile 2013.

15. Antibioticoresistenza
70
Queste terapie infatti eliminano i batteri non resistenti, determinando così
una mancanza di competizione che permette a quelli resistenti di
moltiplicarsi velocemente. Il risultato fornisce una spiegazione
microbiologica per la resistenza agli antibiotici di specifiche
sottopopolazioni di batteri che sopravvivono dopo essere stati esposte a
molecole che invece dovrebbero eliminarle.
Nello studio si è osservato un meccanismo genetico di difesa molto potente
messo in atto da E. coli, che produce rapidamente copie dei geni che
conferiscono la resistenza, riducendo in modo repentino l’efficacia dei
farmaci. Il risultato è stato confermato con modelli matematici e
sequenziamenti sull’intero genoma di ceppi resistenti e non resistenti del
batterio. “È sorprendente la velocità con cui i batteri sviluppano la
resistenza: sono stati persino fermati gli esperimenti, valutando che i
trattamenti non avrebbero perso la loro efficacia rapidamente, addirittura
nell’arco di un giorno(78)
”.
Si è riusciti a sapere, però, “che i batteri sopravvissuti dopo il trattamento
iniziale hanno duplicato specifiche aree del loro genoma contenenti molti
geni che conferiscono la resistenza agli antibiotici. L’espressione di tali
geni sembra più veloce quando gli antibiotici vengono combinati, con il
risultato di una rapida evoluzione di batteri molto resistenti(79)
”.
La sopravvivenza agli antibiotici rimanendo in uno stato di relativa
quiescenza finché la concentrazione dei farmaci non diminuisce è una
capacità dei batteri che si sviluppa prima dell’evoluzione della resistenza,
favorendone l’insorgenza(80)
. La scoperta dei meccanismi alla base di
questo fenomeno di tolleranza apre la strada a nuove strategie per
ostacolare la diffusione dei batteri farmaco resistenti(81)
.
Il meccanismo alla base della cosiddetta tolleranza batterica, vale a dire
la capacità dei batteri di sopravvivere all’aggressione degli antibiotici
ricorrendo a una strategia diversa, e per taluni aspetti più efficiente, dello
sviluppo di una resistenza è stato individuato da un gruppo di ricercatori
della Hebrew University di Gerusalemme(82)
.
______________
(78) Beardmore Robert.
(79) Beardmore Robert.
(80) Le Scienze, Scoperto il segreto della tolleranza batterica, 26 giugno 2014.
(81) Le Scienze, ibid.
(82) Ofer Fridman, Amir Goldberg, Irine Ronin, Noam Shoresh & Nathalie Q. Balaban,
Optimisation of lag time underlies antibiotic tolerance in evolved bacterial populations,
Nature 513, 418-421, 18 September 2014.

16. Raimondo Villano
71
La resistenza ad uno o più antibiotici è la capacità di un microrganismo di
crescere anche in presenza costante di antibiotico, a condizione però che la
concentrazione della sostanza non sia troppo alta.
La tolleranza, invece, è la capacità di sopravvivere finché la
concentrazione di antibiotico diminuisce; finora tali meccanismi basilari
sono stati molto meno studiati.
Seguendo l’evoluzione di popolazioni di E. coli esposte a concentrazioni
alte ma intermittenti di ampicillina, caratterizzando i ceppi che
gradualmente si evolvono, si è scoperto che il primo cambiamento
adattativo allo stress da antibiotico che si manifesta è proprio la tolleranza,
che si presenta quando non vi è ancora alcuna mutazione che indichi lo
sviluppo della resistenza(83)
.
In particolare, i ricercatori hanno appurato che la tolleranza è legata a una
persistenza prolungata delle cellule nella cosiddetta fase lag (fase di
ritardo). Quando le cellule batteriche giungono in un nuovo ambiente
(piastra di Petri o organismo ospite), il loro numero non cresce
immediatamente. Il periodo che precede l’inizio della moltiplicazione, la
fase lag appunto, può durare da un’ora a qualche giorno, con variazioni
individuali nella popolazione microbica.
Balaban e colleghi hanno scoperto che le colonie batteriche tendono a
sintonizzare la lunghezza della fase di ritardo su quella del periodo per cui
sono esposte ad alte dosi di antibiotico, per passare alla fase di crescita
cellulare (in cui si moltiplicano in modo esponenziale) nei periodi in cui la
somministrazione è interrotta.
Grazie al successivo sequenziamento del genoma dei diversi ceppi che si
erano evoluti e dal confronto con quello del ceppo originario, i ricercatori
sono poi riusciti a identificare il gene che controlla la lunghezza della fase
di ritardo, che hanno chiamato tbl (tolerance by lag).
Questa scoperta richiama ulteriormente l’attenzione sull’importanza di un
uso corretto degli antibiotici ed offre l’opportunità di sviluppare nuove
strategie per ostacolare lo sviluppo delle resistenze.
Infine, va considerata la correlazione tra tempo di degenza ospedaliera e
probabilità d’insorgenze patogene multi resistenti. Nella comunità
scientifica si ritiene che la probabilità di contrarre un’infezione in ospedale
a causa di un patogeno multiresistente (MDR) sia direttamente
proporzionale alla lunghezza del ricovero.
______________
(83) Balaban e coll., ibid.

17. Antibioticoresistenza
72
In un studio(84)
si è esaminato a fondo tale relazione su 949 episodi di
infezione documentata da Gram negativi verificatisi tra il 1998 e il 2011. Il
rapporto tra giorni di ricovero (dal giorno di ammissione a quello di
infezione) e probabilità di infezione con Gram negativo MDR è stato
esaminato usando la regressione logistica multivariata. La MDR è stata
definita come resistenza a ≥ 1 farmaco entro ≥ 3 classi di antibiotici. Con +
MDR come variabile dipendente, gli organismi interessati (Escherichia
coli, Enterobacter spp, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae,
ecc.) sono stati inclusi nel modello finale. I ricercatori hanno concluso che
esiste una forte relazione tra tempo di infezione e infezione con patogeno
MDR (p = 0,0002). Ogni giorno di ricovero ha aumentato la probabilità di
infezione da agente patogeno MDR di un ulteriore 1% (95% CI 1,005-
1,017). Quando hanno controllato il tempo di infezione utilizzando K.
pneumoniae come agente patogeno di riferimento, hanno constatato che la
probabilità che gli Enterobacter spp. fossero multiresistenti era di 5.57
volte superiore, mentre la P. aeruginosa aveva 0,44 volte meno probabilità
di essere MDR (95% CI 3,44-8,99 e 0,321-0,987, rispettivamente). Lo
studio ha concluso che: esiste una forte relazione tra tempo in ospedale e
tempo di infezione da patogeno Gram negativo multiresistente, ma la forza
di questo rapporto varia a seconda dell’agente patogeno; altri fattori legati
alle caratteristiche dei pazienti potrebbero influenzare questo rapporto. Tali
risultati, quindi, secondo gli scienziati dovrebbero essere considerati nella
scelta della terapia antibiotica empirica per tali infezioni.
Una tecnologia di significativo ausilio di ricerca può essere la microscopia
elettronica 4D, che produce ‘filmati’ di processi invisibili in nanoscala e
ad intervalli temporali di femtosecondi (sistema internazionale di unità di
misura: fs = 10-15
= 1 milionesimo di miliardesimo di secondo). La tecnica
consiste nel ‘montare’ in sequenza migliaia di ‘fotogrammi’ ottenuti
secondo una scansione temporale accuratamente definita(85)
.
______________
(84) Fonti: Agenzia Italiana del Farmaco AIFA, Pillole dal Mondo, n. 603, Roma 9
settembre 2014; Abstract: T. Smith, C. Salgado, PD Mauldin, J. Zhang, JA
Bosso /Medical University Carolina del Sud, Charleston, Carolina del Sud), Relazione
tra giorni in ospedale e infezione con resistente patogeno Gram-negativi Multidrug
(studio presentato in 54a Interscience Conference on Antimicrobial Agents and
Chemotherapy 2014); Database: Organismi 079-Epidemiologia delle multi-resistenze,
Presentazione numero K-667, Washington, DC I Sept 5-9, www.abstractonline.com).
(85) Ahmed Zewail, Una nuova tecnica permette di filmare i processi che si svolgono in
una cellula o il funzionamento di un nano dispositivo, Le Scienze, ott 2010, n. 506.

18. Raimondo Villano
73
Altri scenari potrebbero dischiudersi grazie alla recente scoperta di una
nuova proteina con ruolo chiave nell’endocitosi cellulare mediata da
recettori (processo di controllo di ciò che la cellula ‘importa’ o ‘esporta’),
in aggiunta alle quattro note denominate adattine(86)
. La comprensione dei
meccanismi che presiedono a questo processo può essere essenziale per
intervenire con nuovi mezzi sulla permeabilità cellulare(87)
.
Promettente è anche la scoperta di un sistema cruciale di condivisione del
materiale genetico fra batteri e, quindi, di maggiore diffusione
dell’antibiotico-resistenza: il meccanismo della ‘secrezione di tipo IV’,
usato per spostare sostanze attraverso la parete cellulare(88)
.
Si tenta, inoltre, di allestire con la tecnologia delle nanoparticelle
polimeriche un prototipo di vaccino potenziale induttore di immunità a
lungo termine e contro molti virus e batteri che risveglia l’immunità
innata dell’organismo attraverso l’attivazione di una famiglia
importantissima di recettori, i toll-like (Tlr). Attivi in tal senso sono i
ricercatori statunitensi della Emory University guidati da Sudhir Pai
Pasturi, per realizzare un vaccino della febbre gialla che possa anche essere
piattaforma universale per lo sviluppo di altri nuovi vaccini.
Con le nanoparticelle, in effetti, si ricrea la stessa capacità testata su
modelli animali in cui è osservata un’immunità potente che dura vita
natural durante, moltiplicando la produzione di anticorpi specifici contro
vari virus e batteri, dall’influenza all’antrace. Il vaccino nanotecnologico
potrebbe anche rappresentare una svolta per molte altre malattie tra cui
l’aids(89)
. Poiché la secrezione di tipo IV è in grado di distribuire materiale
genetico tra batteri, e in particolare i geni di resistenza agli antibiotici, il
meccanismo è responsabile per la diffusione della resistenza agli antibiotici
in ambito ospedaliero. Ciò, inoltre, svolge un ruolo fondamentale durante i
processi infettivi nella secrezione di tossine che causano ulcere, pertosse o
forme gravi di polmonite, come il morbo del legionario.
______________
(86) Scoperta effettuata da un gruppo di ricercatori diretti da Joel Dacks dell’Università
dell’Alberta e da Margaret Robinson dell’Università di Cambridge. Rif.: Le Scienze,
Sono cinque i ‘doganieri’ della cellula, 12 ottobre 2011.
(87) Rif.: Jennifer Hirst, Lael D. Barlow, Gabriel Casey Francisco, Daniela A.
Sahlender, Matthew N. J. Seaman, Joel B. Dacks, Margaret S. Robinson, The fifth
adaptor protein complex, Plos Biology, October 11, 2011.
(88) Meccanismo svelato da uno studio di scienziati dell’University College of London.
(89) Farma 33, Un super-vaccino costruito con le nano particelle, 24 febbraio 2011.

19. Antibioticoresistenza
74
Interessanti potrebbero rivelarsi anche gli studi sulla proteina cellulare
p53, il ‘guardiano del genoma’, definita anche ‘proteina hub’ per l’levato
numero di collegamenti che ha con altre proteine e che sono essenziali per
il funzionamento della cellula(90)
.
Questi studi potrebbero descrivere l’evoluzione su larga scala dei ‘network’
tecnologici biologici, come il metabolismo batterico, e prevederne con
notevole precisione la probabilità di nuovi collegamenti. I modelli che ne
derivano forniscono, quindi, nuove prospettive utili a comprendere il
collegamento preferenziale come fenomeno emergente delle reti(91)
.
Gli scienziati potrebbero trovare risposte anche dallo studio dei
meccanismi di sopravvivenza dei batteri patogeni nel passaggio
dall’ambiente all’ospite e viceversa: ciò apre nuove prospettive anche per
la prevenzione stessa delle infezioni. Ad esempio, si è scoperto che in una
soluzione zuccherina la membrana cellulare del batterio Escherichia
coli cresce con la stessa rapidità con cui cresce in una soluzione ipotonica:
le riprese microscopiche video ottenute con un’innovativa tecnica
dimostrano quindi, che il processo è indipendente dalla pressione osmotica
smentendo una teoria finora accreditata sulla dinamica di crescita delle
membrane cellulari. Ricercatori di Stanford hanno misurato in modo
preciso il livello di pressione osmotica sufficiente a rallentare la crescita
della membrana di Escherichia coli, concludendo che la membrana
cellulare continua a crescere nella soluzione zuccherina con una velocità
pari a quella della soluzione normale, ma la massa prodotta in eccesso
ripiega su se stessa, un po’ come la pelle dell’uva passa. Una volta ritornate
nella soluzione normale, le cellule riassorbono l’acqua, riprendendo
immediatamente la loro forma più turgida(92)
.
Un tentativo di potenziamento dei presidi terapeutici disponibili percorre la
strada dell’uso ioni d’argento disciolti nell’antibiotico(93)
.
______________
(90) Fragkiskos Papadopoulos e colleghi, Politecnico di Cipro, Popularity versus
similarity in growing networks, Nature, 12 September 2012.
(91) Albert-László Barabási, Center for Complex Network Research della Northeastern
University, Network science: luck or reason, Nature 12 September 2012.
(92) Enrique Rojas, Julie A. Theriot, Kerwyn Casey Huang, Stanford University,
Response of Escherichia coli growth rate to osmotic shock, Proceedings of the National
Academy of Sciences, May 27 2014 no. 21, 7807-7812.
(93) Esperimenti in tale ambito sono condotti da James Collins, ingegnere biomedico
della Boston University, e pubblicati sulla rivista Science Translational Medicine
(Fonte: Ansa, 22 giugno 2013).

20. Raimondo Villano
75
Si è dimostrato, in effetti, che in tal modo l’efficacia di un antibiotico
aumenta fino a 1.000 volte, anche contro batteri resistenti. L’argento
agisce sia rendendo permeabile la parete dei batteri (rendendo, quindi, il
patogeno più accessibile all’antibiotico) sia inducendo il batterio a produrre
grandi quantità di composti reattivi dell’ossigeno (radicali liberi) che in
elevate quantità sono tossici e uccidono il batterio stesso. Tuttavia,
l’argento può avere l’inconveniente di effetti tossici sull’uomo, per cui è
fondamentale comprendere quali siano i limiti tossicologici di dosaggio per
un eventuale impiego clinico o, quantomeno, in alternativa occorre
comprenderne dettagliatamente i meccanismi di azione per tentare di
replicarli impiegando molecole più sicure per l’uomo.
Altra direttrice di ricerca punta sul monitoraggio genomico dei batteri
resistenti per studiarne le evoluzioni, con l’obiettivo di riuscire a
prevederne i rapidi mutamenti e a trovare così una strategia per bloccarli.
Scienziati hanno focalizzato l’attenzione, ad esempio, sullo Streptoccoccus
PMEN1, molto diffuso e particolarmente resistente ai farmaci, raccogliendo
240 diversi campioni provenienti da tutto il mondo a partire dal 1984. Sono
stati analizzati e confrontati i genomi di tutti i batteri isolati, ricostruendo la
storia evolutiva del patogeno e distinguendo tra i due diversi eventi di
mutazione genetica: il tipo ‘verticale’ (trasmessa da una cellula madre a
una figlia, in cui sono singole basi a essere sostituite o eliminate dal Dna) e
il tipo ‘orizzontale’ (trasmessa tra batteri vicini, in cui frammenti di
materiale genetico passano fisicamente da un batterio ad un altro vicino,
con possibili cambiamenti importanti in estese regioni del genoma).
Si è scoperto che la maggior parte delle mutazioni verificatesi nel tempo è
di tipo ‘orizzontale’.
È emerso, inoltre, che i trasferimenti di materiale genetico hanno riguardato
circa tre quarti del genoma, colpendo alcune zone particolari del Dna, note
come ‘hotspot’ e, nello specifico, che le zone più interessate dalle
mutazioni sono quelle degli antigeni, originarie della risposta immunitaria.
Per quanto concerne, poi, lo sviluppo della resistenza ai farmaci, si è
osservato che le mutazioni verticali sono le più importanti e che forme
resistenti di PMEN1 hanno cominciato a svilupparsi già intorno al 1970,
dunque con l’inizio della diffusione dell’uso degli antibiotici.
Altre ricerche con strumenti biotecnologici puntano al rimodellamento di
anticorpi che colpiscono differenti bersagli sulla membrana dei batteri,
strategia che potrebbe portare a realizzare antibiotici altamente specifici e
nel contempo a ridurre notevolmente il rischio di sviluppare antibiotico
resistenza.

21. Antibioticoresistenza
76
Sperimentazione in tal senso sono effettuate da ricercatori di Medimmune,
azienda con sede a Gaithersburg, in Maryland(94)
, che hanno messo a punto
un anticorpo ibrido a partire da due anticorpi monoclonali, ossia anticorpi
dotati della capacità di legarsi a un ‘bersaglio’ altamente specifico, che
possono essere creati con tecniche di ingegneria genetica e prodotti in
notevoli quantità. In particolare, il nuovo anticorpo è stato ottenuto a partire
da due distinti anticorpi monoclonali diretti contro Pseudomonas
aeruginosa e ha dimostrato di essere più efficace della somministrazione
contemporanea dei due anticorpi monoclonali originari.
La crescente difficoltà a trovare nuove molecole antibiotiche efficaci ha
indirizzato l’interesse della ricerca verso gli anticorpi monoclonali, che
potenzialmente offrono una maggiore specificità e sicurezza, assenza di
interazioni farmacologiche e possibilità di sfruttare modalità di azione
complementari rispetto a quelle degli antibiotici, riducendo drasticamente il
rischio dello sviluppo di ulteriori resistenze. Tuttavia, il fatto che gli
anticorpi monoclonali si legano a ben specifici bersagli (minuscole regioni
della membrana batterica) fa sì che la loro efficacia possa talora dimostrarsi
marginale. Tuttavia, ipotizzando che un anticorpo che abbia
contemporaneamente come bersaglio due molecole della membrana
batterica anziché una possa sortire effetti superiori, è stata sviluppata una
tecnica che consente la ‘fusione’ in un unico anticorpo di due anticorpi
monoclonali contro Pseudomonas aeruginosa, uno dei batteri
antibioticoresistenti fra i più problematici.
L’anticorpo monoclonale anti-Psl colpisce un polisaccaride della
membrana batterica (Psl) che permette a P. aeruginosa di aderire alle
cellule dell’ospite e di creare biofilm batterici, mentre l’anticorpo
monoclonale anti-PcrV blocca la proteina PcrV che forma gli ‘iniettosomi’
del batterio, ossia le strutture aghiformi presenti sulla sua superficie che
permettono l’iniezione di tossine batteriche nelle cellule dell’ospite.
______________
(94) Antonio Di Giandomenico, Ashley E. Keller, Cuihua Gao, Godfrey J. Rainey, Paul
Warrener, Mareia M. Camara, Jessica Bonnell, Ryan Fleming, Binyam
Bezabeh, Nazzareno Dimasi, Bret R. Sellman, Jamese Hilliard, Caitlin M.
Guenther, Vivekananda Datta, Wei Zhao, Changshou Gao, Xiang-Qing Yu, JoAnn A.
Suzich and C. Kendall Stover, A multifunctional bispecific antibody protects
against Pseudomonas aeruginosa, Science Translational Medicine, Vol. 6, Issue
262, p. 262ra155, 12 November 2014.

22. Raimondo Villano
77
I successivi test eseguiti prima in vitro su topi hanno mostrato che il nuovo
anticorpo ingegnerizzato bispecifico, chiamato BiS4aPa, non solo ha
un’efficacia maggiore dei due anticorpi separati ma che una contemporanea
somministrazione di antibiotici ne potenzia l’attività. Quindi, si è messa a
punto una formulazione di BiS4aPa idonea alla somministrazione umana,
indicata con la sigla MEDI3902, e si è avviato uno studio clinico di fase I
per valutarne la sicurezza.
Altri scienziati effettuano studi sulla comprensione dei meccanismi con
cui il Mycobacterium tuberculosis riesce a bloccare la maturazione dei
fagosomi e a sopravvivere. Ciò farebbe nuova luce sull’azione del
parassitismo intracellulare di taluni microrganismi e aprirebbe le porta a
nuovi trattamenti terapeutici. I ricercatori dell’Istituto Pasteur a Seoul e a
Parigi e dell’Istituto farmacologia e biologia strutturale di Tolosa, ad
esempio, hanno messo a punto nel 2010 un nuovo tipo di saggio con il
quale hanno generato 11.000 mutanti del ceppo Pechino di M.
tuberculosis, successivamente testati alla ricerca dei geni coinvolti nel
blocco della maturazione dei fagosomi. Il ceppo M. tuberculosis Pechino è
stato associato a recenti epidemie di tubercolosi in forma violenta e
resistente a più farmaci e ciò può essere utile per identificare i geni della
virulenza anche in altri patogeni. La ricerca, inoltre, ha svelato il ruolo di
nuove molecole lipidiche nel parassitismo intracellulare dei micobatteri e
ciò definisce un potenziale nuovo obiettivo terapeutico, importante se si
considera l’emergenza di ceppi che provocano tubercolosi resistenti a molti
farmaci antitubercolari. Infine, tale saggio può essere facilmente adattato
allo screening di nuovi antimicrobici(95)
.
______________
(95) Priscille Brodin, Yannick Poquet, Florence Levillain, Isabelle Peguillet, Gerald
Larrouy-Maumus, Martine Gilleron, Fanny Ewann, Thierry Christophe, Denis
Fenistein, Jichan Jang, Mi-Seon Jang, Sei-Jin Park, Jean Rauzier, Olivier Neyrolles,
High Content Phenotypic Cell-Based Visual Screen IdentifiesMycobacterium
tuberculosis Acyltrehalose-Containing Glycolipids Involved in Phagosome Remodeling,
PLOS Journal, DOI: 10.1371/journal.ppat.1001100, September 9, 2010.

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8. Profilo dell’autore

24. Antibioticoresistenza
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Nato nel 1960. Vive tra Roma e Torre Annunziata. Ruoli:
General Manager Villano International Business Team (dal 2012);
CEO Chiron Editore, Membro onorario (dal 2013) e Associate
Professor in History of Health Administration Pharmaceutical
Department of Ruggero II University (Miami, dal 2014), Trader
(dal 1976), Trader operativo finanziario indipendente di borse e
forex (dal 1983), Cavaliere S.M.O. di Malta (dal 2002),
Presidente Fondazione umanitaria Chiron (dal 1985). Accademie: Storia Arte
Sanitaria-Ministero B.C., già pontificia Tiberina, Studi Melitensi, Medical
Tradition Smithsonian Institution-USA, International Society History Pharmacy,
Acc. Italiana Storia Farmacia, Soc. Napoletana Storia Patria, a. h. Nobile
Collegio Chimico Farmaceutico. Oltre 100 conferenze e chairman in decine di
congressi. Collabora con importanti Riviste nazionali e internazionali. È
Advisory Board Member per l’Editore statunitense DPC, che pubblica in oltre
150 nazioni. Studi: classici; laurea e abil.: Farmacia (1985); corsi certificati di:
Piante officinali, Tecniche cosmetiche, Sicurezza aziendale, Haccp, Storia,
Dottrina sociale Chiesa, Teologia. Lauree h.c.: Scienze Umane e Sociali (2009);
Storia e Filosofia (2010); Scienze Comunicazione (2013). Master h.c.: Science
Medical Ethics (2010). È stato: autore, organizzatore e chairman Corso
Sicurezza per manager, ottenendo Alti Patronati di Capo dello Stato e ONU
(2000), Segretario International Committee Biothecnologies Wabt-Unesco 2008-
13, membro World Academy Biomedical Technology (Unesco 2007-12),
Consigliere diplomatico Aerec dpt ENVA (2011-15), 11 anni in Comitato
scientifico sicurezza sanitaria di IBD (azienda responsabile della sicurezza dei
Tribunali Corte Appello Napoli), CdA Fondazione Beaumont Onlus ricerche su
cancro con il Prefetto Napoli (2011-12), Accademico dell’Accademia Europea
per le Relazioni Economiche e Culturali AEREC (2004-15). 32 anni socio e
titolare di farmacia. Socio dal 1990, Segretario a 29 anni 1990-95 e Presidente
2000 Rotary Club Pompei-Vesuvio; in Comm.ni Rotary Distretto 2100-Italia:
Etica professionale, Azione Mondiale, Informatica; tra i molti ruoli
internazionali: archeologia Pompei-Cartagine; Comitato Premio Magna Grecia.
Presidente a Napoli, coordinatore nazionale e fondatore Federazione Giovani
Farmacisti; Rappresentante nazionale Sindacato Federativo. Assistente di
Microbiologia Fac. F.cia Na (1985-90, Cattedra Prof. Lembo-Ist. Sup. Sanità).
Premi internazionali: Diploma d’Onore per Servizi eccezionali a titolo
individuale nelle 5 Vie di Azione da Presidente Rotary International (Evanston
2001: solo 100/anno/1,5 mln soci); Benemerenza Anticrimine-Task Force Rotary
Italia, Albania, ex-Jugoslavia, S. Marino (Zurigo 2001); Sapientia Mundi-Etica

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(Rm 2008); Unione Legion d’Oro-Lavoro (Rm 2010); Veritas in Charitate-
Religione (2011); Bonifaciano-Cultura e Società (2011); Norman Ac.-Editoria
Medaglia aurata (Rm 2014); Norman Ac.-Sanità Galeno di Pergamo (Rm 2014).
Premi nazionali: Aesculapius-Sanità Patroc. Consiglio Ministri (Rm 1987);
LXVIII Piccinini-Ricerca (Rm 2006); LXV Stramezzi-Sanità (Rm 2007);
Capitolino-Attività umanitaria (Rm 2010); Tiberino- Cultura (Rm 2012); LXXIV
Serono-Storia (Rm 2012), Aerec-Cultura (Rm 2013); Benemerenza al merito
Sanità pubblica (DPR 2013), Tiberino-Scienza (Rm 2014). Autore di oltre 730
pubblicazioni sanitarie, professionali, scientifiche, storiche, religiose; oltre 50
libri (vari tradotti in inglese, francese, alcuni in tedesco, spagnolo) con editori
prestigiosi come Zanichelli e patrocini da Ministero Beni Culturali, Unesco,
Rotary, Università, ecc., presenti in Biblioteche italiane (tra cui: Quirinale,
Accademia Nazionale Scienze, Ministeri) e di oltre 40 Nazioni (tra cui: National
Institute Health-USA, Nationale de France, Congress UK), in Istituti di Cultura,
Università, Musei; un libro debuttò a Fiera Francoforte. Cataloghi: 2000
Outstanding Intellectuals IBC-Cambridge da 2010; Opac Sbn con oltre 160
opere; da 2010 Scheda di Autorità Ministero BAC. Vari libri sono apprezzati da
autorità, tra cui più volte il Capo dello Stato e il Santo Padre.
Alcuni libri: Società globale informazione, 1996; Rotary per l’Uomo, 2001;
Gestione sicurezza in Farmacia (pres. Dr. Renzulli, già Consulente Sicurezza
all’ONU, 2004); Arte e storia Farmacia (pres. Prof. Ledermann, Presid. Em.
International Society History Pharmacy, 2 ediz., 2006); Storia e attività del
SMOM (4 ediz., 2007); Meridiani farmaceutici tra etica laica e morale cattolica
(pres. Prof. Tarro, Comm. Naz.le Bioetica, 3 ediz., 2008); Thesaurus
Pharmacologicus (pres. Presid. Farmacisti Italiani Dr. Mandelli 2009); Tempo
scolpito in silenzio eternità. Riflessioni su indagine diacronica per memoria
homo faber (pres. eminenti storico Fra’ von Lobstein e critico Prof. Carosella, 2
ed., 6 rist., 2010); Attività farmaceutiche Regno Napoli (pres.: Presid. Accemia
It. Storia Farmacia Dr. Corvi, 2010); Logos e teofania nel tempo digitale (pres.
Mons. Trafny, Presidente Dpt Scienza-Fede Pontificio Cons. Cultura, 2012);
Aspetti religiosi e dimensione ecclesiale SMOM (2013). Tra gli oltre 40
multimedia: Cenni arte e storia farmacia (patr. AISF, 2002); Influenza A/H1N1
(patr. Unesco, 2009).

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“Ci sono rimedi peggiori delle malattie”
Publilio Siro, Sentenze

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