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Batteri antibiotico-resistenti, umanità a rischio: nella tecnologia una speranza

L’antibiotico-resistenza produce più di 700.000 morti l’anno e potrebbe riportarci molto indietro nel tempo. Ma oggi le nuove tecnologie sono un valido aiuto per ottenere una diagnosi più rapida dei ceppi resistenti e per studiare in maniera più mirata le opzioni terapeutiche. L’italia però deve investire di più in biotech

04 Nov 2021
Domenico Marino

Università Degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria

pillole

L’utilizzo di nuove tecnologie potrebbe essere d’aiuto per ottenere una diagnosi più rapida dei ceppi di batteri resistenti agli antibiotici e per studiare in maniera più mirata e precisa le opzioni terapeutiche.

La conferma in un recente annuncio del Comprehensive Resistance Prediction, l’Agenzia di cooperazione internazionale per la tubercolosi, che ha usato la tecnologia per facilitare l’identificazione di batteri resistenti. 

Una speranza in più per sviluppare nuove cure e per migliorare l’efficienza del sistema sanitario e un incentivo a investire in un settore, quello del biotech, sempre più strategico.

L’IA può accelerare lo sviluppo dei farmaci, ma evitiamo scorciatoie

Il problema dei batteri antibiotico-resistenti

L’emergere di batteri resistenti a più gruppi di antibiotici è particolarmente preoccupante, poiché le infezioni dovute a questi batteri possono essere gravi, costose e persino fatali. Queste infezioni comportano insuccessi terapeutici, malattie più lunghe, degenze ospedaliere prolungate, aumento della morbilità e della mortalità, maggiori effetti collaterali perché devono essere usati antibiotici più tossici e a dosi maggiori, maggiori costi per il sistema sanitario.

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Per sensibilizzare i cittadini su queste tematiche, l’ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control) ha lanciato la giornata per l’uso consapevole degli antibiotici (European Antibiotic Awareness Day 2021) che si svolgerà dal 18 al 24 novembre 2021.

L’ECDC pubblica sul suo sito la storia di undici pazienti che sono stati colpiti da infezioni da batteri resistenti per sensibilizzare l’opinione pubblica sull’uso corretto e responsabile degli antibiotici, non solo con riferimento al consumo umano, ma anche in relazione all’utilizzo in campo veterinario.

Prima della scoperta degli antibiotici le infezioni batteriche erano fra le principali cause di morte. L’antibiotico-resistenza potrebbe riportarci a quell’era.

Le conseguenze della resistenza agli antibiotici

In questo scenario anche interventi medici di routine come semplici interventi chirurgici, estrazioni dentarie, chemioterapia, terapia intensiva diventerebbero estremamente pericolosi, perché le infezioni batteriche non sarebbero più curabili e i pazienti ne morirebbero.

Il Covid 19 ha causato fino a oggi in quasi due anni 5 milioni di morti nel mondo, ed è una cifra che fa paura, ma non bisogna dimenticare che l’antibiotico-resistenza produce più di 700.000 morti l’anno e che, poiché il numero dei batteri resistenti e l’incidenza della componente resistente all’interno del singolo gruppo cresce a un ritmo sostenuto, se non si interviene subito, avremo in pochi anni cifre da pandemia. Su 10 milioni di casi di tubercolosi, almeno 500.000 erano sostenuti da batteri resistenti, con un impatto molto forte su particolari classi di pazienti (ad esempio quelli affetti da Aids).

Come affrontare la questione

La prima strada è quella della sensibilizzazione all’uso responsabile con campagne ad hoc, ma questa misura può produrre effetti soprattutto nel lungo periodo. L’altra strada è quella di cercare nuovi antibiotici che superino la resistenza sviluppata dai batteri. Significa, in sostanza, sviluppare una competizione con i batteri, anticipando le resistenze sviluppate con nuovi farmaci. Ma questa strada è molto costosa e affidata in genere a piccole case farmaceutiche. In Europa negli ultimi 5 anni sono stati approvati solo 11 nuovi antibiotici e nella quasi totalità non molto innovativi. Occorreranno almeno 10 anni per introdurre nella prassi clinica nuovi antibiotici attivi contro le forme attuali di antibiotico resistenza. Il tempo e gli investimenti non giocano, quindi, a nostro favore.

Una strada più percorribile in questa lotta ai batteri resistenti è data dall’utilizzo di nuove tecnologie per ottenere una diagnosi più rapida dei ceppi resistenti e per studiare in maniera più mirata e precisa le opzioni terapeutiche. Oggi è difficile determinare se il ceppo che causa un particolare caso è resistente a un particolare farmaco.

Il metodo tradizionale con cui da oltre un secolo si approccia al problema è quello di far crescere i campioni di microrganismi su piastre di Petri fino a quando sono abbastanza grandi da formare placche visibili. Successivamente queste vengono messe a contatto con i farmaci per vedere quando cessa o si rallenta la crescita. Un’operazione di questo tipo necessita di più di un mese e dipende molto dall’acume visivo del ricercatore.

Lotta alla tubercolosi, l’intelligenza artificiale nella progettazione di test PCR

Il sequenziamento genico, avvenuto, ad esempio, nel caso del Mycobatterium Tubercolosis una quindicina di anni fa, ha permesso di sviluppare test PCR ad amplificazione genica (metodologia analoga a quella utilizzata per la diagnosi del covid) che riescono a dare risultati veloci (max in un giorno) sul tipo di ceppo, permettendo, nel contempo, l’identificazione delle mutazioni che conferiscono resistenza rispetto ad alcune tipologie di farmaci.

L’annuncio il 19 ottobre del Cryptic

iIl19 ottobre, una buona notizia è emersa quando il Comprehensive Resistance Prediction (CRyPTIC in breve) dell’Agenzia di cooperazione internazionale per la tubercolosi, un’agenzia di cooperazione internazionale che ha cercato un metodo per diagnosticare rapidamente i batteri resistenti, ha annunciato i risultati. L’analisi del consorzio di più di 15.000 campioni da pazienti in 27 paesi è un modo per rilevare eventuali mutazioni indotte dalla resistenza nel genoma di un particolare batterio.

Il ruolo del PCR e dell’AI

Con i test di tipo PCR si è dimostrato possibile progettare ricerche rapide che identificano tutte le possibili combinazioni di mutazioni che conferiscono resistenza a qualsiasi combinazione di farmaci e valutare i livelli di resistenza legati alle mutazioni a diverse dosi del farmaco. L’intelligenza artificiale può venire in aiuto nell’ultima parte del processo che consiste nel trattamento delle immagini che derivano dalle fotografie delle piastre dopo che il farmaco ha agito. Confrontando i risultati di questi test con l’intera sequenza genomica di ogni campione, i ricercatori sono quindi in grado di scoprire quale combinazione di alterazioni genetiche è correlata a quale forma di resistenza ai farmaci.

Inoltre, l’approccio CRyPTIC può servire come modello per studiare la resistenza ai farmaci di altri patogeni. Questo può aiutare a prevenire la diffusione di tale resistenza con l’uso indiscriminato e sciatto di antibiotici in tutto il mondo. Se la diagnosi accurata può prevenire questa diffusione, i risultati di CRyPTIC influenzeranno non solo la salute personale ma anche la salute pubblica

La progettazione di test PCR più evoluti permetterà di identificare le combinazioni di farmaci che hanno maggiori probabilità di trattare un particolare paziente e, quindi, trovare un trattamento individualizzato delle malattie batteriche anche sostenute da batteri resistenti.

Questo caso dimostra ancora una volta come un approccio tecnologico alla gestione della malattia può essere un valido aiuto per sviluppare nuove cure e per migliorare l’efficienza del sistema sanitario e come l’innovazione è lo strumento che permette, anche in un mercato particolare come quello farmaceutico, alle piccole imprese di poter competere con le Big Pharma, sia pur in particolari segmenti di mercato. Questa innovazione va, quindi, opportunamente incentivata per ottenere un duplice risultato. Un primo risultato economico che consiste nello sviluppo di imprese innovative in grado di creare valore e occupazione a livello locale, ma anche un secondo risultato in termini di miglioramento delle capacità di cura attraverso la scoperta di nuovi farmaci e di nuove strategie per un approccio più efficace alle diverse malattie.

Conclusioni

Oggi, però, l’Italia si rivela un forte mercato di consumo nel settore farmaceutico, ma con investimenti in ricerca e sviluppo bassissimi, cosa che ci pone dal punto di vista della competizione globale in una condizione di totale marginalità. Vi è un solo modo per superare questa situazione di svantaggio ed è quello di sostenere le imprese biotech innovative che stanno sempre più popolando l’ecosistema delle imprese italiano, anche se ancora a macchia di Leopardo, e che se valorizzate possono trasformare l’Italia in un paese produttore di brevetti innovativi. Il ruolo dello Stato è in questo senso fondamentale perché gli investimenti in ricerca e sviluppo nel settore biotech sono rilevanti e sono spesso al di fuori della portata delle piccole imprese innovative.

Considerare il settore biotech come un settore strategico e veicolare grandi investimenti pubblici per la ricerca e lo sviluppo di farmaci innovativi è, quindi, una necessità imprescindibile a cui la politica economica e la politica industriale di un paese evoluto deve prestare grande attenzione e assicurare risorse adeguate.

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