Scienziati dell’Università ITMO e del Centro di Medicina Fisica e Chimica hanno sviluppato un algoritmo in grado di tracciare la diffusione dei geni di resistenza agli antibiotici, nel DNA del microbiota intestinale e, hanno rivelato ulteriori prove del trasferimento di geni di resistenza tra diverse specie batteriche. Il metodo può non solo contribuire allo sviluppo di schemi terapeutici efficaci, ma anche frenare la diffusione dei superbatteri.
Negli ultimi anni, la diffusione della resistenza agli antibiotici è diventata un problema sanitario globale. Come conseguenza dell’uso eccessivo di antibiotici in medicina e in agricoltura, il microbiota intestinale accumula geni di resistenza agli antibiotici nel suo DNA o metagenoma. Da un lato, questi geni aiutano la normale flora a sopravvivere. Tuttavia, d’altra parte, studi recenti mostrano che il microbiota intestinale è in grado di condividere i geni di resistenza con i patogeni, rendendoli così resistenti alle terapie disponibili. In questa luce, lo studio su come i geni della resistenza si diffondano diventa particolarmente importante.
I programmatori dell’Università ITMO con il Centro di ricerca di fisica e chimica hanno sviluppato un algoritmo chiamato MetaCherchant
L’algoritmo MetaCherchant
che consente di esplorare l’ambiente del gene della resistenza ai farmaci e di vedere come cambia in base alle specie di batteri. “Abbiamo creato uno strumento che consente agli scienziati di dare un’occhiata più da vicino alla differenza tra l’ambiente del gene in due o più campioni di microbiota. ” Possiamo analizzare,-afferma Vladimir Ulyantsev, professore associato del Dipartimento di tecnologie informatiche presso l’Università ITMO– i campioni di microbiota raccolti da persone diverse o dalla stessa persona in momenti diversi, ad esempio prima e dopo il trattamento antibiotico. Sulla base dei dati ottenuti, possiamo suggerire come un particolare gene di resistenza potrebbe diffondersi da una specie microbica a un’altra”.
Gli studi sull’ambiente dei geni di resistenza agli antibiotici sono principalmente importanti per la progettazione di efficaci schemi di trattamento antimicrobico. “Usando MetaCherchant, possiamo analizzare come il microbiota contribuisce alla diffusione della resistenza a una particolare classe di antibiotici. Guardando al futuro, è possibile prevedere antibiotici, la cui resistenza è più probabile che si diffonda tra i patogeni. D’altra parte, possiamo trovare farmaci , – afferma Evgenii Olekhnovich, autore principale del Centro di Medicina Fisica e Chimica con basso rischio di resistenza- e questo criterio, a sua volta, ci aiuterà a regolare e preparare terapie specifiche. E’ la domanda dei prossimi due anni ” .
Le potenziali applicazioni dell’algoritmo non sono limitate all’analisi dei geni del microbiota intestinale poiché il programma può essere utilizzato anche per studiare campioni di genoma da suolo, acqua o fognatura. “Possiamo valutare la diffusione della resistenza , -afferma ancora Evgenii Olekhnovich -, all’interno di una singola comunità batterica, come il microbiota intestinale, così come tra diverse comunità. Ciò ci consente, ad esempio, di identificare percorsi globali di resistenza agli antibiotici diffusi attraverso l’ambiente ” . “Il problema della resistenza è complesso e richiede un approccio diversificato, in cui il nostro strumento può essere davvero utile.”
Uno scorcio del microbiota nell’intestino umano