Batteri che resistono ai disinfettanti: comprendere e affrontare il fenomeno

La resistenza agli antibiotici da parte dei batteri in ambito veterinario è un fenomeno in aumento in tutto il mondo, ampiamente documentato dalla letteratura scientifica e ritenuto prioritario dalle maggiori organizzazioni sanitarie internazionali. Allo stesso tempo, nuovi studi stanno dimostrando che il fenomeno interessa anche l’industria di produzione e lavorazione degli alimenti di origine animale.

Se usati indiscriminatamente a livello industriale i biocidi – ovvero i prodotti chimici utilizzati per disinfettare ambienti, strumenti e superfici – possono avere un ruolo chiave nello sviluppo e nella diffusione di batteri patogeni resistenti sia ai biocidi stessi che agli antibiotici.

In particolare, a finire sotto la lente di osservazione sono oggi i biocidi, ovvero tutti quei prodotti chimici utilizzati per disinfettare ambienti, strumenti e superfici, che se usati indiscriminatamente in varie applicazioni industriali possono avere un ruolo chiave nello sviluppo (o nella selezione) e nella diffusione di batteri patogeni resistenti sia ai biocidi stessi che agli antibiotici. Batteri più resistenti lungo la filiera rendono gli alimenti di origine animale meno sicuri e possono rappresentare un rischio per la salute dei consumatori.

Cosa fare quindi per ridurre il rischio? E quali vie alternative si possono praticare per arginare il fenomeno? Ricercatori dell’IZSVe hanno approfondito la conoscenza dei fenomeni di resistenza batterica ai biocidi e cercato di fornire indicazioni per una corretta gestione del problema. Hanno inoltre testato l’attività antimicrobica di nanoparticelle di argento (AgNPs) come agente alternativo ai prodotti già in uso.

Fattori di rischio e meccanismi con cui i batteri sviluppano resistenza

Lo scopo della ricerca (RC IZSVE 08/13) era prima di tutto comprendere la diffusione e il livello di resistenza a vari biocidi a livello industriale, da un lato identificando i potenziali fattori di rischio nell’attuazione e nella gestione delle pratiche di disinfezione degli impianti di produzione e lavorazione, dall’altro studiando i meccanismi molecolari che i batteri mettono in atto.

Fattori di rischio

Il lavoro è iniziato dalla selezione di cinque aziende diverse di trasformazione di carne suina in cui effettuare dei campionamenti delle superfici per la ricerca di Listeria monocytogenes. In questa fase sono state valutate anche le procedure di pulizia e disinfezione e la loro coerenza con il relativo manuale HACCP.

L’IZSVe ha condotto una ricerca sulla diffusione e il livello di resistenza a vari biocidi a livello industriale, identificando i potenziali fattori di rischio nell’attuazione delle pratiche di disinfezione degli impianti di produzione e lavorazione. Dallo studio sono state prodotte delle linee guida a pronto uso per tutti gli operatori del settore.

Sono stati raccolti dati riguardo ai prodotti utilizzati per la pulizia e disinfezione, alle diverse caratteristiche di utilizzo e ai diversi principi attivi. È stato eseguito poi un campionamento prima e  dopo la disinfezione delle superfici e i campioni risultati positivi per Listeria sono stati caratterizzati dal punto di vista genetico. In totale sono stati isolati 45 campioni, 36 dei quali prima delle pratiche di disinfezione.

Durante le visite sono state osservate varie difformità rispetto al manuale HACCP e individuati i potenziali fattori di rischio per la disseminazione e la persistenza di Listeria nell’ambiente. I cinque errori più frequenti sono risultati:

• errata concentrazione dei disinfettanti,
• errati tempi di esposizione ai biocidi,
• assenza di sistemi per il controllo della temperatura dell’acqua utilizzata per le pratiche di sanificazione,
• presenza di ostacoli fisici quali residui della lavorazione che impedivano il corretto contatto tra biocidi e superfici di lavoro,
• assenza di cambio indumenti tra un’operazione e l’altra.

Dall’osservazione di questi comportamenti sono state quindi prodotte delle linee guida a pronto uso per tutti gli operatori del settore.

Isolamento del patogeno e meccanismi di resistenza

I ceppi di Listeria monocytogenes sono stati isolati e caratterizzati attraverso metodiche di microbiologia classica e di biologia molecolare, in modo da identificare i determinanti genetici di resistenza nei confronti di antibiotici, biocidi e metalli pesanti.

Successivamente è stata studiata in modo specifico l’espressione dei geni all’origine della resistenza ai biocidi in presenza e assenza del biocida, per comprendere il comportamento del patogeno. È risultato che in presenza del biocida Listeria persiste nell’ambiente grazie all’attivazione di pompe di efflusso che riescono a “pompare” il disinfettante fuori dalla cellula batterica.

Nanoparticelle di argento, un agente antimicrobico alternativo

Nell’ultima parte dello studio è stata testata l’attività antimicrobica di nanoparticelle di argento (AgNPs) in Listeria come agente alternativo ai prodotti già in uso. Si è osservato che le nanoparticelle sono efficaci alla concentrazione di 300 mg/l, e dopo circa 72 ore dall’inizio dell’incubazione. Nell’immagine: curve di inibizione nel tempo di isolati di campo di Listeria monocytogenes (4, 5, 7, 11 e 20) e di un ceppo di laboratorio rappresentativo di Listeria monocytogenes (ATCC), in presenza di nano argento a concentrazione di 300ppm. Si evidenzia marcata inibizione, perdurante nel tempo, dopo le prime 24 ore di incubazione.

Nell’ultima parte dello studio è stata testata l’attività antimicrobica di nanoparticelle di argento (AgNPs) in Listeria come agente alternativo ai prodotti già in uso.

L’azione antibatterica dell’argento è già nota, ma la sua efficacia nei confronti di Listeria ha dato finora risultati contrastanti. Gli studi svolti fino ad oggi hanno utilizzato ceppi di riferimento (che riassumono tutte le caratteristiche dei ceppi della specie batterica), mentre in questo lavoro si è analizzato l’effetto antimicrobico su ceppi di campo, vale a dire isolati direttamente da alimenti, nella prospettiva di un possibile utilizzo nel settore alimentare.

Sono stati valutati i meccanismi di azione dell’antibatterico e la sua efficacia nel tempo e si è osservato che le nanoparticelle sono efficaci alla concentrazione di 300 mg/l, e dopo circa 72 ore dall’inizio dell’incubazione.

Conclusioni

Lo studio ha dimostrato che le procedure di sanificazione possono rappresentare un fattore di rischio per la selezione di ceppi resistenti. Le linee guida prodotte nell’ambito del progetto intendono quindi fornire indicazioni sulle corrette pratiche di pulizia e disinfezione negli ambienti di lavorazione degli alimenti, utili per ridurre la selezione di batteri resistenti ai biocidi. Nuovi studi saranno comunque necessari per il definire gli altri meccanismi, oltre a quelli già identificati con cui i patogeni riescono ad adattarsi ai biocidi.

Infinesi è visto che il nano-argento rappresenta un’alternativa interessante in termini di attività antimicrobica prolungata nel tempo, se confrontate con gli agenti attualmente in uso. La sua applicazione come antimicrobico sta aprendo una nuova frontiera, che va comunque approfondita e corredata da ulteriori studi.