L’uso massiccio e improprio di disinfettanti, una concentrazione troppo bassa, superfici ancora sporche o tempi di contatto non rispettati possono lasciare in vita i microrganismi più capaci di adattarsi. Uno studio britannico su Escherichia coli O157:H7 mostra che l’esposizione a dosi sub-letali può attivare sistemi di difesa e favorire la selezione di batteri resistenti anche ad alcuni antibiotici. Un risultato sperimentale che riguarda soprattutto allevamenti e filiere alimentari, ma contiene indicazioni utili anche per ospedali e abitazioni.

Non sempre una “spruzzata” di disinfettante è sufficiente. Se il prodotto viene diluito troppo, applicato sopra residui organici oppure rimosso prima del tempo indicato, una parte dei batteri può sopravvivere. Il rischio, suggerisce una ricerca pubblicata su Frontiers in Microbiology, è che il trattamento incompleto finisca per esercitare una pressione selettiva: vengono eliminati i microrganismi più vulnerabili, mentre restano quelli meglio attrezzati per resistere.

In altre parole, il disinfettante non insegna intenzionalmente ai batteri a difendersi, ma può creare le condizioni nelle quali prevalgono le varianti più adattabili. E alcune delle difese impiegate contro i biocidi sono utili anche per sottrarsi all’azione degli antibiotici.

Lo studio è stato condotto dai ricercatori dell’Animal and Plant Health Agency britannica e ha preso in esame Escherichia coli O157:H7, un sierotipo associato a infezioni alimentari potenzialmente gravi. I bovini possono rappresentarne un serbatoio senza manifestare sintomi, mentre nell’uomo alcuni ceppi produttori di tossina Shiga possono provocare forti dolori addominali, diarrea emorragica e, soprattutto nei bambini e negli anziani, la sindrome emolitico-uremica, con danno renale acuto.

Quattro disinfettanti messi alla prova

Gli studiosi hanno utilizzato il ceppo sperimentale TUV93-0, derivato dal noto EDL933, sottoponendolo a concentrazioni non sufficienti a ucciderlo. È una situazione che può verificarsi sul campo quando il disinfettante viene preparato in maniera errata, si degrada, non rimane abbastanza a lungo sulla superficie oppure viene ostacolato dalla presenza di letame, grassi, sangue, residui di alimenti e altro materiale organico.

Sono state analizzate quattro formulazioni appartenenti a famiglie largamente impiegate negli allevamenti:

composti dell’ammonio quaternario associati alla glutaraldeide

perossimonosolfato, dotato di azione ossidante

iodofori

clorocresolo

I ricercatori hanno poi studiato sia l’attività dei geni, attraverso l’analisi dell’RNA, sia le modificazioni presenti nel DNA dei batteri sopravvissuti. È stato così possibile osservare contemporaneamente la risposta immediata allo stress chimico e le caratteristiche delle popolazioni selezionate dopo esposizioni ripetute.

Centinaia di geni cambiano attività

La risposta più ampia è stata osservata con il perossimonosolfato. L’esposizione ha modificato l’attività di oltre 440 geni: circa 340 risultavano più attivi e un centinaio meno attivi.

Il batterio ha riorganizzato numerose funzioni necessarie alla sopravvivenza, dal metabolismo alla produzione delle proteine, fino alle strutture che regolano il passaggio delle sostanze attraverso l’involucro cellulare. Sono cambiati anche geni coinvolti nei lipopolisaccaridi, componenti della membrana esterna, e in canali come la porina OmpC.

Con il disinfettante contenente ammoni quaternari e glutaraldeide è emersa invece una risposta particolarmente marcata dell’operone pspABCDE, il sistema delle cosiddette “phage shock proteins”. È una sorta di programma di emergenza che aiuta il batterio a preservare l’integrità e l’energia della membrana quando l’involucro cellulare viene sottoposto a un attacco.

È uno dei risultati più interessanti del lavoro, perché collega questo sistema di protezione allo stress provocato dai disinfettanti esaminati.

L’attivazione dei geni associati alla virulenza

L’esposizione al perossimonosolfato ha modificato anche l’espressione di alcuni geni appartenenti al locus LEE, tra cui tir ed eae. Questo gruppo di geni permette agli E. coli enteropatogeni di aderire strettamente alle cellule intestinali e alterarne la superficie. È aumentata anche l’attività di hlyE, associato alla produzione di un’emolisina.

Il dato merita attenzione, ma va interpretato correttamente: l’accensione di questi geni in laboratorio non dimostra automaticamente che il batterio sia diventato più aggressivo o che provochi infezioni più gravi nell’uomo. Per confermarlo sarebbero necessari esperimenti specifici su modelli biologici e, successivamente, verifiche epidemiologiche.

Il ceppo impiegato, inoltre, è un derivato sperimentale utilizzato per lavorare in condizioni di maggiore sicurezza. I risultati descrivono quindi meccanismi molecolari importanti, ma non riproducono integralmente ciò che accade durante un’infezione causata da un ceppo produttore di tossina Shiga.

La sorpresa: resistenza anche agli antibiotici

Dopo tre esposizioni successive a concentrazioni sub-letali, gli studiosi hanno cercato batteri capaci di crescere in presenza di tetraciclina oppure di acido nalidixico, un chinolone di vecchia generazione.

Sono state isolate centinaia di colonie resistenti all’acido nalidixico. La grande maggioranza di quelle associate ai disinfettanti proveniva dal trattamento contenente ammoni quaternari e glutaraldeide. In alcuni isolati la concentrazione minima necessaria a bloccare la crescita è passata dai 2 milligrammi per litro del ceppo iniziale fino a 16-64 milligrammi per litro.

In diversi mutanti è diminuita anche la sensibilità a tetraciclina e cloramfenicolo. Non significa che ogni impiego domestico di un disinfettante produca automaticamente un superbatterio, ma dimostra che esposizioni insufficienti possono selezionare, almeno in laboratorio, microrganismi dotati di resistenze incrociate.

Il fenomeno è biologicamente plausibile perché batteri, antibiotici e disinfettanti possono condividere alcuni bersagli e soprattutto alcuni sistemi di difesa.

Le mutazioni che aprono le “pompe” del batterio

Il sequenziamento ha individuato alterazioni in geni come marR e lon, che contribuiscono a regolare il sistema MAR (multiple antibiotic resistance).

Quando questi freni molecolari vengono danneggiati, il batterio può mantenere costantemente attivi alcuni meccanismi difensivi. Fra questi vi sono le pompe di efflusso, proteine che attraversano la membrana e spingono all’esterno sostanze tossiche. È come se la cellula aprisse continuamente degli scarichi capaci di ridurre la quantità di antibiotico o disinfettante presente al proprio interno.

Negli isolati resistenti all’acido nalidixico sono state trovate anche mutazioni in gyrA e gyrB. Questi geni codificano parti della DNA-girasi, uno dei bersagli dei chinoloni. Modificando il bersaglio, il farmaco riesce a legarsi con minore efficacia e perde parte della sua attività.

Lo studio non permette però di affermare che il disinfettante abbia “fabbricato” direttamente tutte le mutazioni. Più prudentemente, le esposizioni sub-letali possono avere selezionato le varianti che le possedevano e che, proprio per questo, erano più capaci di sopravvivere.

Più preparato ad affrontare l’acidità

Alcuni batteri adattati al prodotto con ammoni quaternari mostravano anche una maggiore attività dei geni dell’“acid fitness island”, tra cui gadA, gadB, gadC, gadE e hdeABD. È un insieme di sistemi che aiuta E. coli a resistere agli ambienti acidi.

Questa caratteristica è rilevante perché, per raggiungere l’intestino, un patogeno ingerito deve prima attraversare la barriera acida dello stomaco. Anche in questo caso, però, una risposta molecolare più intensa non equivale da sola alla dimostrazione di una maggiore capacità di provocare malattia.

Perché il risultato riguarda anche la Campania

Il lavoro nasce nel contesto degli allevamenti britannici, ma il problema ha una dimensione molto più ampia. In Italia in Campania e in Pasania la filiera bufalina e lattiero-casearia rappresenta un settore produttivo strategico. Stalle, mezzi di trasporto, sale di mungitura e impianti di lavorazione richiedono procedure di pulizia e disinfezione rigorose, non semplici applicazioni occasionali di prodotto.

La presenza di materiale organico può ridurre l’efficacia di diversi principi attivi. Per questo la pulizia deve precedere la disinfezione: prima si rimuovono sporco e residui, poi si applica il prodotto alla concentrazione prevista, sull’intera superficie e per il tempo necessario.

Usare una quantità maggiore non è necessariamente più efficace e può aumentare rischi per operatori, animali e ambiente. Ma anche impiegare soluzioni troppo diluite, vecchie o preparate “a occhio” può lasciare i batteri esposti proprio a quelle concentrazioni intermedie che lo studio invita a evitare.

Che cosa cambia nelle nostre case

I risultati non devono trasformarsi in allarme né suggerire che la normale igiene domestica sia pericolosa. Invitano, piuttosto, a distinguere tra pulizia e disinfezione e a usare i biocidi soltanto quando servono.

Nella maggior parte delle situazioni quotidiane, acqua e detergente sono sufficienti a rimuovere sporco e una parte rilevante dei microrganismi. Quando è realmente indicata una disinfezione — per esempio per superfici contaminate, durante alcune malattie infettive o in presenza di persone fragili — bisogna leggere l’etichetta.

Concentrazione, quantità, modalità d’impiego e tempo di contatto non sono dettagli. Se il prodotto deve restare sulla superficie per alcuni minuti, asciugarlo immediatamente può impedirgli di agire. Non bisogna inoltre mescolare formulazioni diverse: combinare candeggina con acidi, ammoniaca o altri detergenti può liberare vapori tossici.

Le soluzioni diluite vanno preparate secondo le istruzioni del produttore e non conservate oltre il periodo indicato. Anche il contenitore deve essere pulito e correttamente identificato.

Il vero messaggio: disinfettare meglio, non di più

La resistenza antimicrobica non nasce soltanto dall’impiego improprio degli antibiotici. Anche l’uso dei disinfettanti, soprattutto in allevamenti, ospedali e industrie alimentari, deve essere inserito nelle strategie di sorveglianza.

Lo studio britannico non dimostra che ogni trattamento insufficiente generi un batterio multiresistente, né consente di trasferire automaticamente i risultati dal laboratorio alla popolazione. Mostra però che una breve serie di esposizioni sub-letali può cambiare profondamente l’attività dei geni e selezionare varianti meno sensibili agli antibiotici.

È qui che cade l’equivoco più comune: la biosicurezza non consiste nello spruzzare prodotti chimici ovunque. Significa scegliere il disinfettante adatto, rimuovere prima lo sporco, preparare correttamente la soluzione e rispettare scrupolosamente il tempo di contatto.

Perché una disinfezione incompleta non è soltanto meno efficace. Può lasciare sul campo proprio i batteri più difficili da combattere.

Fonte scientifica: Miranda Kirchner e collaboratori, “Use of transcriptomics and genomics to assess the effect of disinfectant exposure on the survival and resistance of Escherichia coli O157:H7, a human pathogen”, Frontiers in Microbiology, volume 15, 2024, articolo 1477683. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1477683⁠�.