Nel silenzio compatto di una cavità sotterranea, un microrganismo rimasto imprigionato per millenni ha attraversato il tempo fino ai nostri laboratori. E’ un batterio ancora vitale, isolato da uno strato formatosi circa cinquemila anni fa. La sua riemersione non alimenta soltanto la curiosità paleoambientale, ma si intreccia con una delle questioni più pressanti della medicina contemporanea: la resistenza agli antibiotici. E lo fa con un’ambivalenza che impone prudenza e, insieme, apre scenari di ricerca inattesi. Che accadeva, attorno a quei batteri, 5000 anni fa? Intorno al 3000 a.C. l’Italia è parte dell’Europa erano in gran parte nell’Età del Rame. In quest’epoca si affermano culture archeologiche come la Cultura di Remedello nell’Italia settentrionale, caratterizzata da corredi funerari con pugnali in rame e punte di freccia finemente lavorate, oppure la Cultura del Gaudo nell’Italia meridionale, nota per le necropoli ipogeiche e i rituali funerari complessi. In Sardegna si sviluppano le culture prenuragiche, mentre in Sicilia e nell’Italia centrale si registrano varianti regionali con proprie identità materiali. E’ a quest’epoca che appartiene il deposito in cui è rimasto il batterio.
Il contesto del ritrovamento è la Grotta di ghiaccio di Scărișoara, nei Monti Apuseni, in Romania. Si tratta di uno dei maggiori depositi sotterranei di ghiaccio d’Europa, con una stratificazione continua che documenta circa 13.000 anni di storia climatica. Il ghiaccio si accumula per infiltrazione e congelamento stagionale dell’acqua, generando una successione laminare comparabile, per valore informativo, agli anelli di accrescimento degli alberi o alle carote polari. Proprio da una carota di 25 metri, estratta nell’area denominata “Grande Sala” mediante procedure rigorose di decontaminazione e trasporto criogenico, i ricercatori hanno isolato diversi ceppi microbici. Tra questi, uno si è rivelato particolarmente significativo.
Grotta di ghiaccio di Scarisoara in Romania. Qui è avvenuto il carotaggio @ Credito fotografico: Paun VI
Lo studio, pubblicato su Frontiers in Microbiology, descrive la prima sequenza genomica completa del ceppo denominato Psychrobacter SC65A.3. Il microrganismo appartiene al genere Psychrobacter, gruppo di batteri psicrofili o psicrotolleranti, cioè adattati a crescere a temperature prossime o inferiori allo zero. L’adattamento al freddo non è un semplice rallentamento metabolico: comporta modificazioni strutturali profonde, come membrane cellulari ricche di acidi grassi insaturi per mantenere fluidità, proteine con maggiore flessibilità conformazionale e sistemi di protezione contro la formazione di cristalli intracellulari di ghiaccio.
Alcune specie del genere sono note come opportunisticamente patogene, sebbene raramente coinvolte in infezioni umane. Tuttavia, il profilo di resistenza antimicrobica di questi batteri era rimasto finora poco esplorato. Il sequenziamento dell’intero genoma di SC65A.3 ha rivelato un dato di rilievo: oltre 100 geni correlati alla resistenza agli antibiotici, cioè componenti del cosiddetto resistoma. Con questo termine si indica l’insieme dei geni che consentono a un microrganismo di neutralizzare, espellere o aggirare l’azione di molecole antibiotiche.
Per verificare se tali determinanti genetici si traducessero in una resistenza effettiva, il team ha sottoposto il ceppo a test fenotipici contro 28 antibiotici appartenenti a 10 classi, inclusi farmaci di uso comune e molecole considerate di riserva per infezioni gravi. I risultati mostrano resistenza a dieci antibiotici moderni, tra cui rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina. Si tratta di molecole centrali nella pratica clinica: la rifampicina è cardine nella terapia della tubercolosi; la vancomicina è impiegata contro infezioni severe da batteri Gram-positivi multiresistenti; la ciprofloxacina appartiene ai fluorochinoloni, utilizzati in numerose infezioni sistemiche e urinarie.
Particolarmente significativo è il riscontro di resistenza a trimetoprim, clindamicina e metronidazolo, finora non documentata in ceppi di Psychrobacter. Questi antibiotici sono utilizzati per trattare infezioni delle vie urinarie, polmonari, cutanee, del sangue e dell’apparato riproduttivo. Il fatto che un microrganismo intrappolato nel ghiaccio da millenni presenti meccanismi attivi contro farmaci sviluppati nel XX secolo sollecita una riflessione: la resistenza agli antibiotici non nasce con l’era industriale, ma affonda le radici nella competizione microbica naturale.
Molti antibiotici derivano infatti da metaboliti prodotti da batteri e funghi per inibire specie concorrenti. In questo contesto evolutivo, la selezione di geni di difesa è un fenomeno antico. Il ritrovamento di un resistoma così articolato in un ambiente remoto e isolato suggerisce che i ghiacci sotterranei possano fungere da serbatoi naturali di geni di resistenza. La questione diventa attuale in relazione al cambiamento climatico: lo scioglimento di ghiacci e permafrost potrebbe rilasciare microrganismi o frammenti genetici nell’ambiente, favorendo il trasferimento genico orizzontale, cioè il passaggio di geni tra specie diverse tramite plasmidi o altri elementi mobili.
Il rischio teorico è che tali geni vengano acquisiti da batteri patogeni contemporanei, aggravando la già critica crisi globale della antimicrobial resistance (AMR). L’Organizzazione Mondiale della Sanità considera la resistenza antimicrobica una delle principali minacce sanitarie del XXI secolo. In questo scenario, i microbi antichi rappresentano un capitolo finora poco esplorato della storia evolutiva della resistenza.
Ma la ricerca non si esaurisce nella dimensione del rischio. L’analisi genomica di SC65A.3 ha identificato anche 11 geni potenzialmente associati ad attività antimicrobiche, cioè in grado di produrre composti capaci di inibire altri batteri, funghi o virus. Inoltre, quasi 600 geni con funzione sconosciuta suggeriscono un patrimonio molecolare ancora largamente inesplorato. Gli enzimi derivati da batteri psicrofili sono di interesse biotecnologico perché funzionano efficacemente a basse temperature, riducendo il consumo energetico nei processi industriali. Applicazioni potenziali riguardano l’industria alimentare, la detergenza, la biocatalisi ambientale e la sintesi farmaceutica.
In questa prospettiva, il ceppo SC65A.3 si colloca al crocevia tra paleomicrobiologia, genomica ambientale e ricerca farmaceutica. Lo studio dei genomi antichi consente di ricostruire l’evoluzione dei meccanismi di difesa batterica e, al contempo, di individuare nuove molecole o enzimi utili alla medicina e all’industria. L’antico resistoma non è soltanto un segnale d’allarme: è anche un archivio di strategie biologiche elaborate in condizioni estreme.
La manipolazione di questi microrganismi richiede protocolli di biosicurezza stringenti, per evitare diffusioni accidentali. La scienza che esplora archivi biologici millenari deve confrontarsi con responsabilità contemporanee. Nella penombra glaciale della grotta rumena, il tempo biologico si mostra stratificato come il ghiaccio che lo custodisce: un continuum in cui passato evolutivo e presente clinico si intrecciano, rivelando che la lotta tra antibiotici e batteri è una storia molto più antica dell’uomo e delle sue farmacopee.
Fonte:
C. Purcarea et al., First genome sequence and functional profiling of a 5,000-year-old cave ice–preserved Psychrobacter SC65A.3: insights into the ancient resistome, antimicrobial potential, and enzymatic activities, Frontiers in Microbiology. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1713017
E i rischi?
Il genere Psychrobacter comprende batteri ambientali, per lo più adattati a temperature basse, salinità variabili e condizioni di stress. Nella grande maggioranza dei casi non sono patogeni primari per l’uomo. Tuttavia, alcune specie del genere sono state documentate in ambito clinico come patogeni opportunisti, cioè microrganismi che causano malattia soprattutto in soggetti con sistema immunitario compromesso o in presenza di dispositivi medici invasivi.
Le infezioni riportate in letteratura riguardano soprattutto:
Batteriemia e sepsi. In pazienti ospedalizzati o immunodepressi sono stati descritti casi di isolamento di Psychrobacter dal sangue, talvolta associati a febbre persistente e quadro settico.
Infezioni associate a cateteri o dispositivi medici. La capacità di formare biofilm – aggregati microbici aderenti a superfici – può favorire la colonizzazione di cateteri venosi o protesi.
Infezioni cutanee e delle ferite. Sono stati documentati isolamenti da ulcere o ferite chirurgiche, soprattutto in contesti ospedalieri.
Infezioni delle vie respiratorie. In rari casi, specie del genere sono state riscontrate in campioni respiratori, in particolare in pazienti con patologie polmonari croniche.
Va sottolineato che si tratta di episodi sporadici e non di un agente infettivo diffuso come Staphylococcus aureus o Escherichia coli. Il ceppo specifico SC65A.3 isolato nella grotta rumena non è stato descritto come responsabile di casi clinici: la sua potenziale patogenicità è dedotta per analogia con altri membri del genere e dalla presenza, nel genoma, di geni associati a resistenza antimicrobica e a possibili fattori di virulenza.
Dal punto di vista biologico, un batterio adattato al freddo potrebbe incontrare difficoltà a proliferare a 37 °C, temperatura corporea umana. Tuttavia, molti psicrotolleranti sono in grado di crescere anche a temperature moderate, ampliando teoricamente lo spettro ecologico.
Il rischio principale evocato dai ricercatori non è tanto quello di un’epidemia diretta causata dal ceppo antico, quanto la possibilità che i suoi geni di resistenza vengano trasferiti ad altri batteri patogeni tramite meccanismi di trasferimento genico orizzontale. In tal caso, l’impatto sarebbe indiretto ma potenzialmente rilevante nel contesto della crisi globale della resistenza agli antibiotici.
Un batterio di questo può comportarsi da opportunista in condizioni favorevoli e, soprattutto, rappresentare un serbatoio genetico di meccanismi di difesa farmacologica.