Cosa sono i batteriofagi? Spesso chiamati semplicemente fagi, sono virus capaci di infettare esclusivamente i batteri. Sebbene invisibili a occhio nudo e a lungo trascurati, rappresentano tra le entità biologiche più abbondanti del pianeta e svolgono un ruolo importante nell’equilibrio degli ecosistemi, nella ricerca biologica e nella medicina moderna. La loro storia si intreccia a scoperte scientifiche, applicazioni terapeutiche e rinnovato interesse nel contesto della crisi globale della resistenza agli antibiotici.

Perché sono tanto interessanti? Oggi, a maggior ragione che nel passato, i fagi sono interessanti e importanti poiché si palesano come altra via da percorrere rispetto all’uso degli antibiotici la cui capacità incisiva è sempre più limitata a causa della resistenza che si è creata al loro utilizzo. Il troppo prolungato utilizzo degli antibiotici ha ingenerato una capacità di resistenza dei batteri (AMR) che dovrebbero distruggere; poiché quando i batteri e altri microrganismi si adattano e non rispondono più ai farmaci che prima li eliminavano, molte infezioni comuni rischiano di diventare difficili o impossibili da trattare. Quindi causare la morte a causa di infezioni.

Le stime più recenti indicano che circa 1,27 milioni di persone nel mondo sono morte nel 2019 direttamente a causa di infezioni resistenti agli antibiotici. Ma la cifra sale a circa 4,95 milioni di decessi in quell’anno se si considera come un fattore in questi decessi. Nell’Unione Europea e nel resto dei paesi europei si contano circa 35.000 decessi l’anno legati alla resistenza agli antibiotici.

Gli studi scientifici e le proiezioni modellistiche, in assenza di interventi efficaci, mostrano scenari molto preoccupanti. Secondo una grande analisi pubblicata su The Lancet - basata sui dati storici e su modelli statistici - oltre 39 milioni di persone potrebbero morire tra il 2025 e il 2050 a causa di infezioni resistenti agli antibiotici. Nel 2050 si stima che le morti dirette da AMR possano arrivare a circa 1,9 milioni all’anno (circa +70 % rispetto al 2021).

Le morti in cui l’AMR gioca un ruolo (cioè non solo causa diretta) potrebbero superare 8 milioni all’anno nel 2050 e in totale, considerando un periodo di 25 anni, i modelli stimano fino a 169 milioni di decessi associati all’AMR entro metà del secolo.

(Queste cifre sono modellistiche e dipendono da assunzioni su come evolveranno l’uso di antibiotici, le infezioni e gli sforzi di controllo.) Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS); il Centers for Disease Control and Prevention (CDC, USA) – rapporti annuali sulle minacce resistenti negli Stati Uniti e dati epidemiologici; l’European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) – stime di mortalità da AMR nell’UE/EEA.

Con l’allarmante aumento dei batteri multiresistenti agli antibiotici, i batteriofagi sono tornati all’attenzione medica, anche se resta ancora marginale. La terapia fagica offre diversi vantaggi: elevata specificità (colpisce il patogeno senza danneggiare il microbiota), capacità di evolvere insieme ai batteri bersaglio (quindi diminuita fortemente la resistenza) e potenziale efficacia contro infezioni croniche e biofilm batterici.

Un po' di storia. La Georgia (Caucaso) ha avuto – e continua ad avere – un ruolo centrale nella storia della ricerca sui batteriofagi, soprattutto dal punto di vista medico e terapeutico. Il legame tra la Georgia e i batteriofagi nasce negli anni Venti del Novecento grazie a Félix d’Hérelle, scopritore dei fagi. Nel 1923 d’Hérelle si recò a Tbilisi, dove incontrò il microbiologo georgiano Giorgi Eliava, uno dei primi sostenitori della terapia fagica.

Dalla collaborazione tra i due scienziati nacque l’idea di creare un centro dedicato esclusivamente allo studio e all’applicazione clinica dei batteriofagi.

Nel 1927 fu fondato a Tbilisi l’Istituto di Microbiologia, Virologia e Batteriofagi, oggi noto come Istituto Eliava. Questo istituto divenne rapidamente il principale centro mondiale per: l’isolamento e la caratterizzazione dei batteriofagi, la produzione di preparati fagici terapeutici e l’applicazione clinica sistematica della terapia fagica.

A differenza dell’Occidente, dove l’avvento degli antibiotici portò quasi all’abbandono dei fagi, in Unione Sovietica e, in particolare, in Georgia la terapia fagica continuò a essere sviluppata, utilizzata e migliorata per decenni.

La scoperta dei batteriofagi risale ai primi decenni del XX secolo. Nel 1915 il batteriologo britannico Frederick Twort osservò un fenomeno di “lisi” batterica inspiegabile durante colture di Staphylococcus. Tuttavia, fu il microbiologo franco-canadese Félix d’Hérelle, nel 1917, a identificare e descrivere correttamente questi agenti come parassiti dei batteri, coniando il termine bactériophage (dal greco φάγειν , “mangiare”).

D’Hérelle intuì immediatamente il potenziale terapeutico dei fagi e li utilizzò per trattare infezioni come la dissenteria batterica. Negli anni Venti e Trenta la terapia fagica si diffuse in Europa e negli Stati Uniti, ma venne progressivamente abbandonata in Occidente dopo la scoperta e la diffusione degli antibiotici (anni Quaranta). Al contrario, nei paesi dell’Europa orientale e nell’Unione Sovietica, in particolare in Georgia (Istituto Eliava di Tbilisi), la ricerca sui fagi è proseguita senza interruzioni.

Dal punto di vista biologico, i batteriofagi sono virus altamente specializzati, il che rende ogni fago attivo solo contro determinati ceppi batterici, una caratteristica cruciale per le applicazioni mediche. Per cui i batteriofagi sono tornati al centro dell’attenzione medica. La terapia fagica offre diversi vantaggi rispetto agli antibiotici: l’elevata specificità (colpisce il patogeno senza danneggiare il microbiota), la capacità di evolvere insieme ai batteri bersaglio e quindi ridurre la resistenza, la potenziale efficacia contro infezioni croniche e biofilm batterici.

Tuttavia, rimangono sfide importanti, tra cui la standardizzazione dei trattamenti, la regolamentazione e la risposta immunitaria del paziente.

Le ricerche attuali mirano a integrare i batteriofagi nella medicina personalizzata, combinandoli con antibiotici o modificandoli geneticamente per aumentarne l’efficacia e la sicurezza. Oltre alla terapia, i fagi trovano applicazione nella sicurezza alimentare, nella diagnostica.

I batteriofagi rappresentano un esempio straordinario di come entità biologiche semplici possano avere un impatto profondo sulla scienza e sulla medicina. Dalla loro scoperta pionieristica all’inizio del Novecento fino alle moderne applicazioni biotecnologiche, i fagi incarnano una promettente alleanza naturale contro i batteri patogeni, offrendo nuove speranze in un’era segnata dalla resistenza agli antibiotici.