Il fenomeno dell’antimicrobico-resistenza negli animali da reddito sta generando molte preoccupazioni per le sue implicazioni sulla salute umana e degli stessi animali. Ancora una volta la genetica può giocare un ruolo importante perché i microorganismi che trasportano geni di antibiotico o antimicrobico resistenza sono ereditabili, e quindi possono essere sottoposti a selezione. Allo stesso tempo però servono i fenotipi giusti.

Introduzione

L’utilizzo di antimicrobici nei sistemi di produzione animale ha sempre rappresentato un metodo piuttosto rapido ed efficace per risolvere o controllare problemi di diversa natura, da una migliore efficienza alimentare, a maggiori accrescimenti, a minori infezioni mammarie, solo per citare alcuni esempi. Come spesso però avviene, l’uso si trasforma velocemente in abuso e la resistenza agli antimicrobici (AMR), che in realtà rappresenta un fenomeno che si verifica naturalmente nei microrganismi come parte del loro adattamento all’ambiente, si trasforma in un problema molto serio e che mette rischio la salute umana e degli stessi animali.

Una delle maggiori preoccupazioni è proprio legata alla possibilità, non più remota, di selezionare batteri resistenti negli animali da reddito e nel trasferimento di questa resistenza a batteri patogeni nell’uomo. Ecco quindi che a partire dal 2006 l’Unione europea non solo ha messo al bando l’uso degli antibiotici per promuovere la crescita ma ha anche attivato campagne di sorveglianza veterinaria con lo scopo di avere informazioni precise e puntuali su eventuali fattori di rischio nello sviluppo ed eventuale disseminazione di forme di resistenza antimicrobica negli animali, da reddito e non.

I risultati si sono già visti e, ad esempio, in Italia, a partire dal 2011 la vendita di antibiotici negli animali da reddito si è ridotta del 57.5 % (Figura 1).

Figura 1 – Andamento delle vendite di antibiotici per animali da reddito in Italia, dal 2010 al 2022. Fonte: https://www.ema.europa.eu/system/files/documents/other/italy_pcu-antibiotic-veterinary-medicinal-products-food- producing-animals-2010-2022_en.pdf

Sempre in Italia, a partire da novembre 2022, è anche attivo un Piano Nazionale di Contrasto all’Antibiotico-Resistenza (PNCAR).

Nonostante i risultati incoraggianti è ovvio che la strada da fare è ancora lunga, e soprattutto sarebbe utile poter identificare un modo per rendere questi cambiamenti permanenti. Ancora una volta una possibile soluzione è attraverso il miglioramento genetico. Per poterlo fare dobbiamo prima capire se questa antimicrobico resistenza ha una componente genetica ereditabile ed in più se abbiamo le informazioni giuste da usare come fenotipi. Misurare e selezionare per il latte è facile, per l’antimicrobico resistenza potrebbe essere più complesso. Cominciamo facendo la conoscenza del Resistoma.

Il Resistoma: il nocciolo duro delle comunità batteriche

Nello scorso mese di gennaio abbiamo parlato di microbiota, cioè di quella comunità composta da miliardi di microorganismi che vive nel tratto gastrointestinale degli esseri viventi. In quell’occasione abbiamo visto come in particolare nei ruminanti questa comunità giochi un ruolo fondamentale permettendo l’utilizzo di alimenti composti principalmente da lignocellulósa e di trasformarli in carne e latte poi utilizzati per alimentazione umana.

Purtroppo non tutte le comunità sono ben organizzate e rispettose le une delle altre, e spesso alcune meno positive si vengono a creare come risposta a delle forze maggiori non controllate (e.g. abuso di antimicrobici). Ciononostante, anche da queste si può cogliere una parte positiva. È un po’ quello di cui parla lo scrittore brasiliano Jorge Amado nel suo bellissimo libro dal titolo Capitães da Areia (I Capitani della Spiaggia), dove anche in una comunità di ragazzi di strada che si arrabatta per vivere si riescono a trovare aspetti positivi che ne permettono il cambiamento in meglio.

Questa comunità nella comunità è il cosiddetto Resistoma che, nel caso dei ruminanti, corrisponde a quell’insieme di microbi che trasportano geni di resistenza antimicrobica: sarebbero i cattivi ragazzi di cui parla Amado, che nel nostro caso si sono generati in conseguenza di un utilizzo incontrollato degli antimicrobici. Un recente studio condotto in Spagna su 416 vacche Holstein distribuite in 14 aziende (López-Catalina et al, 2021) ha evidenziato la presenza di ben 998 geni di resistenza antimicrobica (GRA) nel loro rumine. Gran parte di questi GRA erano riconducibili all’utilizzo di antibiotici per il trattamento di mastiti, metriti e laminiti (tabella 1).

Tabella 1: I 6 principali geni di resistenza antimicrobica trovati nel rumine di vacche frisone allevate in Spagna e antimicrobico al quale conferiscono resistenza (Fonte: López-Catalina et al, 2021 – doi: 10.1186/s42523-021-00125-0)

Citando ancora Amado, ci sono però anche delle notizie positive. L’abbondanza relativa di queste comunità di cattivi ragazzi è infatti ereditabile, con valori che vanno da 0.10 a 0.49. Questo vuol dire che l’ospite – cioè le nostre vacche – potrebbero essere selezionate per cambiare la struttura del Resistoma e quindi prendere il meglio dai cattivi ragazzi.

I fenotipi giusti al momento giusto

Abbiamo già parlato di fenotipi e di quanto questi possano influenzare il successo di un programma di miglioramento genetico. Spesso la selezione per i caratteri legati alla salute o alla resistenza viene effettuata utilizzando fenotipi cosiddetti binari (sano/malato) oppure ordinali (effetto nullo, medio, severo), ma la loro efficienza in termini selettivi non è ottimale, soprattutto per la bassa accuratezza. Ecco quindi che sarebbe necessario raccogliere in campo fenotipi più informativi e legati direttamente all’antibiotico-resistenza.

Un esempio molto interessante ci viene dal mondo dei monogastrici (suini). Gorssen et al (2021), a partire dai dati sull’utilizzo di antibiotici ed antimicrobici raccolti in una stalla di finissaggio di suini risultanti da incroci terminali tra verri Piétrain e femmine ibride Large White/Landrace, hanno sviluppato ben 13 fenotipi (misurati sul gruppo) relazionati con l’utilizzo di antibiotici.

Questi fenotipi includevano la dose in mg/kg di trattamento utilizzato (diviso in trattamento generale o specifico per patologie respiratorie), l’incidenza del trattamento (diviso anch’esso in trattamento generale o specifico per patologie respiratorie), la durata del trattamento (generale o specifico per patologie respiratorie), la quantità di principio attivo in mg o ml (generale o specifico per patologie respiratorie) e la mortalità. L’ereditabilità dei caratteri misurati considerando tutti i trattamenti variava da un minimo del 18% ad un massimo del 44%. Più bassa l’ereditabilità nel caso di trattamenti specifici per patologie respiratorie (1-15%). Risultati estremamente interessanti, soprattutto se consideriamo che derivano da dati facilmente registrabili e anzi comunemente registrati.

Considerazioni finali

L’antibiotico resistenza negli animali da reddito è una problematica che non possiamo sottovalutare, soprattutto perché quanto successo con la pandemia da virus SARS-CoV-2 ci ha dimostrato quanto la salute degli esseri umani, degli animali e dell’ambiente in cui vivono siano strettamente legate. Il mondo zootecnico è da tempo nel mirino e troppo spesso viene considerata una comunità di cattivi ragazzi. La ricerca, ancora una volta, ha però dimostrato che ci sono strade da percorrere per cambiare le cose e grazie al progresso ora è più semplice di prima.

Ci sono però degli sforzi da fare. Innanzitutto economici, perché ad esempio per studiare il Resistoma e poterlo utilizzare in campo abbiamo bisogno di fondi per poterlo raccogliere su un campione significativo di individui. Poi ci sono gli sforzi organizzativi e di condivisione legati ad una raccolta dei dati sanitari veri. Questi dati ci sono, ci sono sempre stati ma raramente sono stati resi disponibili ai fini, ad esempio, del miglioramento genetico. Oggi, grazie alla zootecnia di precisione, queste informazioni possono essere raccolte ancor più facilmente aprendo la porta ad un allevamento davvero efficiente e sostenibile.

Bibliografia

Gorssen W, Maes D, Meyermans R, Depuydt J, Janssens S, Buys N. High Heritabilities for Antibiotic Usage Show Potential to Breed for Disease Resistance in Finishing Pigs. Antibiotics (Basel). 2021 Jul 8;10(7):829. doi: 10.3390/antibiotics10070829. PMID: 34356750; PMCID: PMC8300637.

López-Catalina A, Atxaerandio R, García-Rodríguez A, Goiri I, Gutierrez-Rivas M, Jiménez-Montero JA, González-Recio O. Characterisation of the rumen resistome in Spanish dairy cattle. Anim Microbiome. 2021 Sep 22;3(1):63. doi: 10.1186/s42523-021-00125-0. PMID: 34551823; PMCID: PMC8456196.

Xue, MY., Xie, YY., Zhong, YF. et al. Ruminal resistome of dairy cattle is individualized and the resistotypes are associated with milking traits. anim microbiome 3, 18 (2021). https://doi.org/10.1186/s42523-021-00081-9