L'ACQUA NEGLI IMPIANTI DI PRODUZIONE DELLE PASTE FILATE: CRITICITÀ E INDAGINI MICROBIOLOGICHE
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L’ACQUA NEGLI IMPIANTI DI
PRODUZIONE DELLE PASTE
FILATE: CRITICITÀ E INDAGINI
MICROBIOLOGICHE
SILVIA BONETTA
*Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi
Università di Torino, Torino
Videoconferenza Il laboratorio di Analisi a supporto della filiera lattiero-casearia
22 Aprile 2021ACQUA NELLE PRODUZIONI ALIMENTARI Fonte: Ottaviani et al., 2005. Not Ist Super Sanità
PROBLEMATICHE EMERGENTI ANTIBIOTICO RESISTENZA
IL PROBLEMA “Antimicrobial resistance (AMR) within a wide range of infectious agents is a growing public health threat of broad concern to countries and multiple sectors. Increasingly, governments around the world are beginning to pay attention to a problem so serious that it threatens the achievements of modern medicine. A post- antibiotic era—in which common infections and minor injuries can kill—far from being an apocalyptic fantasy, is instead a very real possibility for the 21st century.” (WHO, 2014)
MORTI ATTRIBUIBILI ALLA ANTIMICROBICO-RESISTENZA OGNI ANNO
«BURDEN» DELLE ANTIBIOTICO-
RESISTENZE
UNIONE STATI UNITI
EUROPEA D’AMERICA
> 33.000 morti/anno > 23.000 morti ogni anno
> 670.000 infezioni/anno > 2 milioni malati/anno
874 541 DALYs
Costo complessivo per la
Costo complessivo per la società
società
> 20 miliardi/anno (diretti)
> 1,5 miliardi/anno > 35 miliardi/anno (indiretti)
(Europa)
Fonte: Cassini et al., 2019 Fonte: CDC, 2013IN ITALIA (I)
Fonte: OECD, 2016.IN ITALIA (II) Fonte: OECD (2018), Stemming the Superbug Tide: Just A Few Dollars More, OECD Publishing, Paris
5 obiettivi strategici
NUOVA VISIONE
LA RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI
NELLA CLINICA SI RIFLETTE E/O
ORIGINA DALL’AMBIENTE
Fonte: Surette et al., 2017. Ann Rev MicrobiolRUOLO DELL’AMBIENTE
Medicina Allevamenti Agricoltura Acquacoltura
Uso terapeutico Uso terapeutico e preventivo o per incremento della crescita
Batteri resistenti
(contatto diretto)
Alimenti
Ospedale Comunità
Antibiotici Batteri resistenti Antibiotici Batteri resistenti
(urine e feci) (urine e feci) (diffusione diretta o dilavamento)
Ambiente
Laghi, fiumi, suolo
Fonte: Andersson et al., 2014. Nature Review
Duplice ruolo:
ARB (Batteri R agli antibiotici)
- Sorgente naturale
ARG (Geni codificanti per le R
- Recettore agli antibiotici)MODALITA’ DI SELEZIONE E TRASFERIMENTO DELLE
ANTIBIOTICO RESISTENZE IN AMBIENTE:
TRASFERIMENTO GENICO ORIZZONTALE (HGT)
(a) TRASFORMAZIONE
(b) TRASDUZIONE
(c) CONIUGAZIONE
Fonte: Karkman et al., 2018.ANTIBIOTICI (I)
Fonte: Carvalho et al., 2016. Environ Int.
Più di 100 tipologie di antibiotici vengono utilizzati in ambito umano e veterinario
30-90% degli antibiotici somministrati in ambito veterinario ed umano vengono
rilasciati in ambiente attraverso le feci e l’urinaANTIBIOTICI (II)
Antibiotico Persistenza Fanghi Fiumi Acque Acqua Suolo Colture Esempi di
/mobilità profonde potabile antibiotici rilevati
Cloramfenicolo -/+ - √ x - - - Cloramfenicolo
Fluoro- +/- √ √ x x √ - Ciprofloxacina
chinoloni
β-lattamici -/+ - x x x - - Amoxicillina,
meticillina
Macrolidi +/+ √ √ x - - - Azitromicina,
claritromicna
Sulfamidici +/+ √ √ √ x √ √ Sulfometazolo
Tetracicline +/- - √ x x √ √ Tetracicline
Fonte: tratto e modificato da Wellington et al., 2013. Lancet
√: rilevati X= non rilevati – non ci sono dati disponibili
Circa 70 tipologie sono state rilevate in varie matrici acquose e sedimenti (range da
ng L-1 a µg L-1 )FENOMENO DI CO-SELEZIONE
Fonte: UN Environment Programme., 2017. Frontiers Report.ONE-HEALTH APPLICATO ALLE
PRODUZIONI LATTIERO-CASEARI
Fonte: Garcia et al., 2019. One HealthACQUA E ANTIBIOTICO RESISTENZA
L’ACQUA rappresenta un importante habitat nonché una via di
propagazione di batteri che giocano un importante ruolo nella diffusione
delle antibiotico resistenze tra l’ambiente, l’uomo e gli animali.
Fonte: Sanganyado et al., 2019. Sci Total EnvironSTIMA DEI CONSUMI DI ACQUA
BILANCIO DI MASSA DEL CASEIFICIO
Fonte: APAT, 2007FONTI APPROVVIGIONAMENTO - ITALIA
elaborazione da dati ISTAT, 2012ACQUE SOTTERRANEE
Studio condotto su 70 paper
l'80,2% e il 57,2% degli isolati delle acque sotterranee erano resistenti
rispettivamente a 1 e 3 antimicrobici tassi elevati di R tra Pseudomonas (99,9%), Klebsiella (99,8%) e Enterobacter spp. (99,2%) Pseudomonas spp. mostra alti tassi di multiresistenza (96,6% ± 5,8).
ACQUE POTABILI
Nonostante la potabilizzazione delle acque porti alla riduzione della
diversità microbica e dei batteri ubiquitari negli ambienti acquatici……
Tratto e modificato da: O’Flaherty et al., 2017. Human Ecol Risk Assess
La maggior parte di questi microrganismi possono anche far parte del
microbioma umano, ma ad oggi non è noto l’impatto che la presenza
di questi ARB nelle acqua potabili può avere sulla salute dell’uomoIPOTESI:
COLONIZZAZIONE SILENTE
INDIRETTO DIRETTO
Fonte: Manaia et al., 2017. Trends Microbiol
In entrambi i casi vi può essere una evoluzione in infezione, ma
solo in soggetti debilitati (es. immunocompromessi)DEPURATORI = HOT SPOT PER
ANTIBIOTICO RESISTENZA
Fonte: Gaviria-Figueroa et al., 2019. Sci. Total. Environ.IMPIANTI DI DEPURAZIONE
CRITICITÀ
Non sono attualmente disponibili metodi standardizzati direttamente
applicabili alle matrici ambientali che consentano un confronto affidabile con i
dati clinici
COME CERCARE?
RESISTOMA AMBIENTALE
Metodi colturali Metodi molecolari
Conteggio dei batteri Quantificazione degli Profilo degli ARG con
Isolamento &
tolleranti agli antibiotici in ARG con Q-PCR analisi di metagenomica
purificazione del batterio,
terreni addizionati di
determinazione MIC
antibiotici
Tratto e modificato da: Manaia et al., 2016. Appl Microbiol BiotechnolCOSA CERCARE?
- Preferibilmente batteri indicatori già
utilizzati
- Ubiquitari
- Importante «carrier» di R agli antibiotici
- Responsabili del trasferimento di ARG in
differenti comparti ambientali
- Rilevanza clinica
- Diffusione in ambiente
- Associazione con elementi
genetici mobili
- Potenzialità di essere
acquisiti attraverso
trasferimento genetico
orizzontale
Tratto da: Berendock et al., 2015. Nature RevRESISTOMA: INDAGINE SUI MARKER GENETICI DI
ANTIBIOTICORESISTENZA NELLA FILIERA LATTIERO CASEARIA
PARTNER COINVOLTI
MATRICI ACQUOSE
OBIETTIVO: identificare e descrivere l’insieme dei geni di resistenza
(resistoma) in caseifici presenti sul territorio piemontese e valdostano
con lo scopo di far luce sulla diffusione e persistenza dei geni AR nella
comunità batterica presente (acqua di pozzo e di rete)2 CASEIFICI – PASTA FILATA
Caseificio A: Caseificio B:
- caseificio industriale - caseificio artigianale a conduzione
- utilizza latte prodotto da aziende familiare
situate sul territorio piemontese - utilizza latte derivante da capi
- trasforma circa 200.000 L/die allevati nei pressi dell’ impianto di
- 40 diverse tipologie di formaggi lavorazione dei formaggi
freschi a pasta filata e a pasta molle - trasforma 2.000 L/die
- produzione annuale che supera gli - formaggi freschi a pasta filata e a
8 milioni di chilogrammi. pasta molle, formaggi stagionati e
burro.2 CASEIFICI – PASTA FILATA
CASEIFICIO A CASEIFICIO B
ACQUA DI POZZO ACQUA ACQUEDOTTO
2 campionamenti 1 campionamento
CAMPIONI RACCOLTI:
I = Ingresso (16 L)
F1 = Acqua filatura calda (6 L)
F2 = Acqua filatura fredda (6 L)
L = Acqua di lavaggio (6 L)
S = Salamoia (2 L)
D = Depuratore (2 L)ANALISI COLTURALI
Analisi di volumi scalari e variabili in funzione della
tipologia di campione in doppio (1 L a 10-8)
Filtrazione su filtri in nitrocellulosa (0.22 µm)
R2Agar addizionato (HPC+Ab) e non (HPC), di 4 ab
(ampicillina, cloramfenicolo, tetraciclina,
sulfametossazolo)
Incubazione 30°C per 7 gANALISI MOLECOLARI
Analisi di volumi scalari e variabili in funzione della
tipologia di campione in doppio (2 L a 10 ml)
Filtrazione su filtri in nitrocellulosa (0.22 µm)
PCR (geni target: SulII, TETA, FloR, blaTEM)
NGS (da svolgere)
Estrazione acidi nucleiciANALISI COLTURALI (I)
In tutti i campioni ceppi antibioticoR
(valoriANALISI COLTURALI (II)
F2 > I (AMP, SUL)
D > I (AMP, TET)
S > I (TET, SUL)
Possibile fattori favorenti
i batteri R oppure altro
contributo (es alimento)
Tutti i campioni I%>
(eccetto TET)
No fattori favorenti i
batteri RANALISI MOLECOLARI
CASEIFICIO A
CASEIFICIO BIN CONCLUSIONE
- Le matrici acquose possono svolgere un ruolo nella diffusione delle
antibiotico resistenze nel contesto della lavorazione delle paste filate
- Necessità di ulteriori approfondimenti
GRAZIE PER L’ATTENZIONEPuoi anche leggere
