Resistenza agli antibiotici dei microrganismi: metodi di determinazione

Gli antibiotici sono una delle più grandi conquiste della scienza medica, salvando la vita di decine e centinaia di migliaia di persone ogni anno. Tuttavia, come si dice, anche una donna anziana può commettere un errore. Ciò che un tempo uccideva i microrganismi patogeni non funziona più bene come prima. Qual è quindi il motivo: i farmaci antimicrobici sono peggiorati o la causa è la resistenza agli antibiotici?

Determinazione della resistenza agli antibiotici

I farmaci antimicrobici (AMD), comunemente chiamati antibiotici, sono stati originariamente creati per combattere le infezioni batteriche. E poiché diverse malattie possono essere causate non da uno, ma da diversi tipi di batteri, combinati in gruppi, inizialmente sono stati sviluppati farmaci efficaci contro un determinato gruppo di agenti infettivi.

Ma i batteri, sebbene siano i più semplici, sono organismi in fase di sviluppo attivo, acquisendo nel tempo proprietà sempre più nuove. L'istinto di autoconservazione e la capacità di adattarsi a diverse condizioni di vita rendono i microrganismi patogeni più forti. In risposta a una minaccia per la vita, iniziano a sviluppare la capacità di resistere, secernendo un segreto che indebolisce o neutralizza completamente l'effetto del principio attivo dei farmaci antimicrobici.

A quanto pare, gli antibiotici un tempo efficaci semplicemente smettono di svolgere la loro funzione. In questo caso, si parla di sviluppo di resistenza agli antibiotici. E il problema qui non sta affatto nell'efficacia del principio attivo dell'AMP, ma nei meccanismi di miglioramento dei microrganismi patogeni, grazie ai quali i batteri diventano insensibili agli antibiotici progettati per combatterli.

Quindi, la resistenza agli antibiotici non è altro che una diminuzione della sensibilità dei batteri ai farmaci antimicrobici creati appositamente per distruggerli. Questo è il motivo per cui il trattamento con farmaci apparentemente selezionati correttamente non produce i risultati attesi.

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Il problema della resistenza agli antibiotici

La mancanza di efficacia della terapia antibiotica, associata alla resistenza agli antibiotici, porta la malattia a progredire e aggravarsi ulteriormente, rendendone ancora più difficile il trattamento. Particolarmente pericolosi sono i casi in cui l'infezione batterica colpisce organi vitali: cuore, polmoni, cervello, reni, ecc., perché in questo caso, il ritardo è paragonabile alla morte.

Il secondo pericolo è che alcune malattie possano diventare croniche se la terapia antibiotica non è sufficiente. Una persona diventa portatrice di microrganismi avanzati resistenti agli antibiotici di un certo gruppo. Diventa quindi una fonte di infezione, che è inutile combattere con i vecchi metodi.

Tutto ciò spinge la scienza farmaceutica a inventare nuovi farmaci più efficaci con altri principi attivi. Ma il processo si ripete in modo incontrollato, con lo sviluppo di resistenza agli antibiotici a nuovi farmaci appartenenti alla categoria degli agenti antimicrobici.

Se qualcuno pensa che il problema della resistenza agli antibiotici sia sorto di recente, si sbaglia di grosso. È un problema vecchio quanto il mondo. Beh, forse non così vecchio, ma comunque risale a 70-75 anni fa. Secondo la teoria generalmente accettata, è comparso con l'introduzione dei primi antibiotici nella pratica medica intorno agli anni '40 del XX secolo.

Sebbene si pensi che il problema della resistenza dei microrganismi sia emerso in precedenza, prima dell'avvento degli antibiotici questo problema non era stato affrontato in modo specifico. Dopotutto, è naturale che i batteri, come altri esseri viventi, abbiano cercato di adattarsi a condizioni ambientali sfavorevoli, e lo hanno fatto a modo loro.

Il problema della resistenza dei batteri patogeni ci è tornato in mente con la comparsa dei primi antibiotici. È vero, all'epoca la questione non era così urgente. A quel tempo, si stavano sviluppando attivamente diverse classi di agenti antibatterici, in parte a causa della sfavorevole situazione politica mondiale e delle azioni militari, quando i soldati morivano per ferite e sepsi solo perché non potevano ricevere cure efficaci a causa della mancanza di farmaci necessari. Questi farmaci semplicemente non esistevano ancora.

Il maggior numero di sviluppi fu realizzato negli anni '50-'60 del XX secolo, e nei due decenni successivi si assistette a un ulteriore miglioramento. Il progresso non si fermò lì, ma dagli anni '80 gli sviluppi nel campo degli agenti antibatterici sono notevolmente diminuiti. Che ciò sia dovuto agli elevati costi di questa impresa (lo sviluppo e il rilascio di un nuovo farmaco oggi raggiungono la soglia degli 800 milioni di dollari) o alla banale mancanza di nuove idee riguardo a principi attivi "militantemente" per farmaci innovativi, il problema della resistenza agli antibiotici sta raggiungendo un nuovo, allarmante livello.

Sviluppando promettenti AMP e creando nuovi gruppi di tali farmaci, gli scienziati speravano di sconfiggere diversi tipi di infezioni batteriche. Ma tutto si è rivelato tutt'altro che semplice "grazie" alla resistenza agli antibiotici, che si sviluppa piuttosto rapidamente in alcuni ceppi batterici. L'entusiasmo si sta gradualmente esaurendo, ma il problema rimane irrisolto per molto tempo.

Non è ancora chiaro come i microrganismi possano sviluppare resistenza ai farmaci che dovrebbero ucciderli. Qui dobbiamo capire che l'"uccisione" dei batteri avviene solo quando il farmaco viene utilizzato come previsto. Ma cosa abbiamo realmente?

Cause della resistenza agli antibiotici

Veniamo ora alla domanda principale: chi è il colpevole del fatto che i batteri, esposti ad agenti antibatterici, non muoiano, ma rinascano, acquisendo nuove proprietà tutt'altro che benefiche per l'umanità? Cosa provoca tali cambiamenti nei microrganismi, causa di molte malattie contro cui l'umanità combatte da decenni?

È chiaro che la vera ragione dello sviluppo della resistenza agli antibiotici risiede nella capacità degli organismi viventi di sopravvivere in diverse condizioni, adattandosi a esse in modi diversi. Ma i batteri non hanno modo di schivare un proiettile mortale come un antibiotico, che in teoria dovrebbe causarne la morte. Come mai, quindi, non solo sopravvivono, ma migliorano anche parallelamente al progresso delle tecnologie farmaceutiche?

È importante capire che se esiste un problema (nel nostro caso, lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei microrganismi patogeni), allora ci sono anche fattori scatenanti che creano le condizioni per la sua insorgenza. È proprio questo il problema che cercheremo di risolvere ora.

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Fattori nello sviluppo della resistenza agli antibiotici

Quando una persona si rivolge a un medico per problemi di salute, si aspetta un aiuto qualificato da uno specialista. In caso di infezioni respiratorie o altre infezioni batteriche, il compito del medico è prescrivere un antibiotico efficace che impedisca alla malattia di progredire e determinare il dosaggio necessario a tale scopo.

Il medico ha un'ampia scelta di farmaci, ma come si può individuare il farmaco che aiuterà davvero a gestire l'infezione? Da un lato, per giustificare la prescrizione di un farmaco antimicrobico, è necessario innanzitutto individuare il tipo di agente patogeno, secondo il concetto eziotropico di selezione del farmaco, considerato il più corretto. D'altro canto, questo può richiedere fino a 3 o più giorni, mentre la condizione più importante per il successo del trattamento è considerata la tempestività della terapia nelle fasi iniziali della malattia.

Il medico non ha altra scelta che agire in modo pressoché casuale nei primi giorni successivi alla diagnosi, al fine di rallentare in qualche modo la malattia e impedirne la diffusione ad altri organi (approccio empirico). Quando prescrive un trattamento ambulatoriale, il medico curante presume che l'agente causale di una particolare malattia possa essere un determinato tipo di batterio. Questo è il motivo della scelta iniziale del farmaco. La prescrizione può subire modifiche a seconda dei risultati delle analisi per l'agente causale.

Ed è bene che la prescrizione del medico sia confermata dai risultati dei test. Altrimenti, non solo si perderà tempo. Il fatto è che per il successo del trattamento esiste un'altra condizione necessaria: la completa disattivazione (nella terminologia medica esiste il concetto di "irradiazione") dei microrganismi patogeni. Se ciò non avviene, i microbi sopravvissuti semplicemente "supereranno la malattia" e svilupperanno una sorta di immunità al principio attivo del farmaco antimicrobico che ha causato la loro "malattia". Questo è naturale quanto la produzione di anticorpi nel corpo umano.

Si scopre che se l'antibiotico viene scelto in modo errato o il dosaggio e il regime di somministrazione del farmaco sono inefficaci, i microrganismi patogeni potrebbero non morire, ma cambiare o acquisire capacità precedentemente insolite. Riproducendosi, questi batteri formano intere popolazioni di ceppi resistenti agli antibiotici di un gruppo specifico, ovvero batteri resistenti agli antibiotici.

Un altro fattore che influisce negativamente sulla suscettibilità dei microrganismi patogeni agli effetti dei farmaci antibatterici è l'uso di AMP in zootecnia e medicina veterinaria. L'uso di antibiotici in questi settori non è sempre giustificato. Inoltre, l'identificazione del patogeno nella maggior parte dei casi non viene effettuata o viene effettuata in ritardo, poiché gli antibiotici vengono utilizzati principalmente per curare animali in condizioni piuttosto gravi, quando il tempo è essenziale e non è possibile attendere i risultati dei test. E in paese, il veterinario non sempre ha questa possibilità, quindi agisce "alla cieca".

Ma questo non sarebbe nulla, se non fosse che c'è un altro grosso problema: la mentalità umana, dove ognuno è il proprio medico. Inoltre, lo sviluppo dell'informatica e la possibilità di acquistare la maggior parte degli antibiotici senza prescrizione medica non fanno che aggravare questo problema. E se consideriamo che abbiamo più medici autodidatti non qualificati rispetto a quelli che seguono scrupolosamente le prescrizioni e le raccomandazioni del medico, il problema sta diventando globale.

Nel nostro Paese, la situazione è aggravata dal fatto che la maggior parte delle persone rimane finanziariamente insolvente. Non hanno la possibilità di acquistare farmaci di nuova generazione, efficaci ma costosi. In questo caso, sostituiscono la prescrizione medica con vecchi analoghi più economici o farmaci consigliati dal loro migliore amico o da un amico onnisciente.

"Mi ha aiutato e ti aiuterà!" - come si può contestare questa affermazione se proviene dalle labbra di un vicino saggio, con una ricca esperienza di vita e che ha vissuto la guerra? E pochi pensano che, grazie a persone colte e fiduciose come noi, i microrganismi patogeni si siano da tempo adattati a sopravvivere sotto l'effetto di farmaci raccomandati in passato. E ciò che ha aiutato il nonno 50 anni fa potrebbe rivelarsi inefficace ai nostri giorni.

E che dire della pubblicità e dell'inspiegabile desiderio di alcune persone di provare innovazioni su se stesse non appena si manifesta una malattia con sintomi adatti? E perché tutti questi medici, se esistono farmaci così meravigliosi di cui apprendiamo da giornali, schermi televisivi e pagine web? Solo che il testo sull'automedicazione è diventato così noioso per tutti che ormai pochi gli prestano attenzione. E invano!

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Meccanismi di resistenza agli antibiotici

La resistenza agli antibiotici è recentemente diventata il problema principale per l'industria farmaceutica, impegnata nello sviluppo di farmaci antimicrobici. È una caratteristica di quasi tutti i tipi di batteri conosciuti, motivo per cui la terapia antibiotica sta diventando sempre meno efficace. Patogeni comuni come stafilococchi, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Proteus presentano ceppi resistenti, più diffusi rispetto ai loro antenati, sensibili agli antibiotici.

La resistenza a diversi gruppi di antibiotici, e persino a singoli farmaci, si sviluppa in modo diverso. Le vecchie penicilline e tetracicline, così come i nuovi sviluppi sotto forma di cefalosporine e aminoglicosidi, sono caratterizzati da un lento sviluppo della resistenza agli antibiotici, e il loro effetto terapeutico diminuisce parallelamente. Lo stesso non si può dire di tali farmaci, i cui principi attivi sono streptomicina, eritromicina, rimfampicina e lincomicina. La resistenza a questi farmaci si sviluppa rapidamente, per cui la prescrizione deve essere modificata anche durante il trattamento, senza attenderne la conclusione. Lo stesso vale per oleandomicina e fusidina.

Tutto ciò lascia supporre che i meccanismi di sviluppo della resistenza agli antibiotici a diversi farmaci differiscano significativamente. Cerchiamo di capire quali proprietà dei batteri (naturali o acquisite) impediscono agli antibiotici di produrre la loro resistenza, come originariamente previsto.

Innanzitutto, definiamo che la resistenza nei batteri può essere naturale (funzioni protettive inizialmente attribuite) e acquisita, come abbiamo discusso in precedenza. Finora abbiamo parlato principalmente di vera resistenza agli antibiotici, associata alle caratteristiche del microrganismo, e non alla scelta o alla prescrizione errata del farmaco (in questo caso, parliamo di falsa resistenza agli antibiotici).

Ogni essere vivente, compresi i protozoi, ha una sua struttura unica e alcune proprietà che gli permettono di sopravvivere. Tutto questo è geneticamente determinato e trasmesso di generazione in generazione. Anche la resistenza naturale a specifici principi attivi degli antibiotici è geneticamente determinata. Inoltre, in diversi tipi di batteri, la resistenza è diretta a un determinato tipo di farmaco, motivo per cui si sviluppano vari gruppi di antibiotici che agiscono su un particolare tipo di batterio.

I fattori che determinano la resistenza naturale possono essere diversi. Ad esempio, la struttura dell'involucro proteico di un microrganismo può essere tale che un antibiotico non è in grado di contrastarlo. Ma gli antibiotici possono agire solo sulla molecola proteica, distruggendola e causando la morte del microrganismo. Lo sviluppo di antibiotici efficaci implica la considerazione della struttura delle proteine dei batteri contro cui il farmaco è diretto.

Ad esempio, la resistenza degli stafilococchi agli aminoglicosidi è dovuta al fatto che questi ultimi non riescono a penetrare la membrana microbica.

L'intera superficie del microbo è ricoperta di recettori, con alcuni dei quali gli AMP si legano. Un numero limitato di recettori adatti o la loro completa assenza impediscono il legame e quindi l'effetto antibatterico è assente.

Tra gli altri recettori, ce ne sono alcuni che fungono da una sorta di faro per l'antibiotico, segnalando la posizione del batterio. L'assenza di tali recettori permette al microrganismo di nascondersi dal pericolo sotto forma di AMP, una sorta di mascheramento.

Alcuni microrganismi hanno la capacità naturale di rimuovere attivamente l'AMP dalla cellula. Questa capacità è chiamata efflusso e caratterizza la resistenza di Pseudomonas aeruginosa ai carbapenemi.

Meccanismo biochimico della resistenza agli antibiotici

Oltre ai meccanismi naturali sopra menzionati per lo sviluppo della resistenza agli antibiotici, ce n'è un altro che non è legato alla struttura della cellula batterica, bensì alla sua funzionalità.

Il fatto è che i batteri presenti nell'organismo possono produrre enzimi che possono avere un effetto negativo sulle molecole del principio attivo dell'AMP, riducendone l'efficacia. Anche i batteri soffrono quando interagiscono con un antibiotico di questo tipo, il cui effetto si indebolisce notevolmente, il che dà l'impressione di una guarigione dall'infezione. Tuttavia, il paziente rimane portatore dell'infezione batterica per un certo periodo dopo la cosiddetta "guarigione".

In questo caso, si tratta di una modifica dell'antibiotico, che lo rende inattivo contro questo tipo di batteri. Gli enzimi prodotti da diversi tipi di batteri possono differire. Gli stafilococchi sono caratterizzati dalla sintesi di beta-lattamasi, che provoca una rottura dell'anello lattemico degli antibiotici penicillini. La produzione di acetiltransferasi può spiegare la resistenza dei batteri Gram-negativi al cloramfenicolo, ecc.

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Resistenza agli antibiotici acquisita

I batteri, come altri organismi, non sono immuni all'evoluzione. In risposta ad azioni "militari" contro di loro, i microrganismi possono modificare la propria struttura o iniziare a sintetizzare una quantità tale di sostanza enzimatica da essere in grado non solo di ridurre l'efficacia del farmaco, ma anche di distruggerlo completamente. Ad esempio, la produzione attiva di alanina transferasi rende la "Cicloserina" inefficace contro i batteri che la producono in grandi quantità.

La resistenza agli antibiotici può anche svilupparsi a seguito di una modifica della struttura cellulare di una proteina che ne è anche il recettore, a cui l'AMP dovrebbe legarsi. Questo tipo di proteina può essere assente dal cromosoma batterico o modificarne le proprietà, rendendo impossibile la connessione tra il batterio e l'antibiotico. Ad esempio, la perdita o la modifica della proteina legante la penicillina causa insensibilità alle penicilline e alle cefalosporine.

A seguito dello sviluppo e dell'attivazione di funzioni protettive nei batteri precedentemente esposti all'azione distruttiva di un certo tipo di antibiotico, la permeabilità della membrana cellulare si modifica. Questo può essere ottenuto riducendo i canali attraverso i quali i principi attivi dell'AMP possono penetrare nella cellula. È questa proprietà a causare l'insensibilità degli streptococchi agli antibiotici beta-lattamici.

Gli antibiotici sono in grado di influenzare il metabolismo cellulare dei batteri. In risposta a ciò, alcuni microrganismi hanno imparato a fare a meno delle reazioni chimiche influenzate dagli antibiotici, il che rappresenta un meccanismo distinto per lo sviluppo della resistenza agli antibiotici, che richiede un monitoraggio costante.

A volte i batteri ricorrono a un trucco particolare. Attaccandosi a una sostanza densa, si uniscono in comunità chiamate biofilm. All'interno della comunità, sono meno sensibili agli antibiotici e possono tollerare facilmente dosi letali per un singolo batterio che vive al di fuori della "collettività".

Un'altra opzione è l'unificazione dei microrganismi in gruppi sulla superficie di un mezzo semiliquido. Anche dopo la divisione cellulare, parte della "famiglia" batterica rimane all'interno del "gruppo", che non viene influenzato dagli antibiotici.

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Geni di resistenza agli antibiotici

Esistono concetti di resistenza genetica e non genetica ai farmaci. Ci occupiamo di quest'ultima quando consideriamo batteri con un metabolismo inattivo, non inclini alla riproduzione in condizioni normali. Questi batteri possono sviluppare resistenza agli antibiotici a determinati tipi di farmaci, tuttavia questa capacità non viene trasmessa alla prole, poiché non è geneticamente determinata.

Questo è tipico dei microrganismi patogeni che causano la tubercolosi. Una persona può contrarre l'infezione e non sospettare la malattia per molti anni, finché la sua immunità non viene meno per qualche motivo. Questo è l'impulso alla riproduzione dei micobatteri e alla progressione della malattia. Ma gli stessi farmaci vengono utilizzati per curare la tubercolosi, perché la progenie batterica rimane comunque sensibile ad essi.

Lo stesso vale per la perdita di proteine nella parete cellulare dei microrganismi. Ricordiamo ancora una volta i batteri sensibili alla penicillina. Le penicilline inibiscono la sintesi delle proteine utilizzate per costruire la membrana cellulare. Sotto l'influenza degli AMP di tipo penicillina, i microrganismi possono perdere la parete cellulare, il cui materiale di costruzione è la proteina legante la penicillina. Tali batteri diventano resistenti alle penicilline e alle cefalosporine, che ora non hanno più nulla a cui legarsi. Si tratta di un fenomeno temporaneo, non associato a mutazioni genetiche e alla trasmissione ereditaria del gene modificato. Con la comparsa della parete cellulare caratteristica delle popolazioni precedenti, la resistenza agli antibiotici in tali batteri scompare.

Si ritiene che la resistenza genetica agli antibiotici si verifichi quando si verificano cambiamenti nelle cellule e nel metabolismo a livello genico. Le mutazioni genetiche possono causare alterazioni nella struttura della membrana cellulare, stimolare la produzione di enzimi che proteggono i batteri dagli antibiotici e modificare il numero e le proprietà dei recettori cellulari batterici.

Esistono due modalità di sviluppo degli eventi: cromosomica ed extracromosomica. Se si verifica una mutazione genetica nella porzione cromosomica responsabile della sensibilità agli antibiotici, si parla di resistenza cromosomica agli antibiotici. Tale mutazione si verifica estremamente raramente, solitamente è causata dall'azione di farmaci, ma anche in questo caso non è sempre così. È molto difficile controllare questo processo.

Le mutazioni cromosomiche possono essere trasmesse di generazione in generazione, formando gradualmente determinati ceppi (varietà) di batteri resistenti a un particolare antibiotico.

La resistenza agli antibiotici extracromosomica è causata da elementi genetici presenti al di fuori dei cromosomi, chiamati plasmidi. Questi elementi contengono geni responsabili della produzione di enzimi e della permeabilità della parete batterica.

La resistenza agli antibiotici è spesso il risultato di un trasferimento genico orizzontale, quando un batterio trasmette alcuni geni ad altri che non sono suoi discendenti. A volte, tuttavia, si possono osservare mutazioni puntiformi non correlate nel genoma del patogeno (di dimensioni pari a 1 su 108 per processo di copia del DNA della cellula madre, che si osserva durante la replicazione cromosomica).

Così, nell'autunno del 2015, scienziati cinesi hanno descritto il gene MCR-1, presente nell'intestino di maiale e suino. La particolarità di questo gene è la possibilità di trasmissione ad altri organismi. Dopo qualche tempo, lo stesso gene è stato trovato non solo in Cina, ma anche in altri Paesi (Stati Uniti, Inghilterra, Malesia, Paesi europei).

I geni di resistenza agli antibiotici possono stimolare la produzione di enzimi precedentemente non prodotti nell'organismo dei batteri. Ad esempio, l'enzima NDM-1 (metallo-beta-lattamasi 1), scoperto nel batterio Klebsiella pneumoniae nel 2008, è stato scoperto per la prima volta in batteri provenienti dall'India. Ma negli anni successivi, l'enzima che conferisce resistenza agli antibiotici alla maggior parte degli AMP è stato trovato anche in microrganismi di altri paesi (Gran Bretagna, Pakistan, Stati Uniti, Giappone, Canada).

I microrganismi patogeni possono mostrare resistenza sia a determinati farmaci o gruppi di antibiotici, sia a gruppi diversi di farmaci. Esiste la cosiddetta resistenza crociata agli antibiotici, quando i microrganismi diventano insensibili a farmaci con una struttura chimica o un meccanismo d'azione simile sui batteri.

Resistenza agli antibiotici degli stafilococchi

L'infezione da stafilococco è considerata una delle più comuni tra le infezioni acquisite in comunità. Tuttavia, anche in ambito ospedaliero, sulle superfici di vari oggetti si possono trovare circa 45 diversi ceppi di stafilococco. Ciò significa che la lotta contro questa infezione è pressoché un compito primario per gli operatori sanitari.

La difficoltà di questo compito risiede nel fatto che la maggior parte dei ceppi degli stafilococchi più patogeni, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus, sono resistenti a molti tipi di antibiotici. E il numero di questi ceppi aumenta ogni anno.

La capacità degli stafilococchi di subire molteplici mutazioni genetiche a seconda del loro habitat li rende praticamente invulnerabili. Le mutazioni vengono trasmesse ai loro discendenti e intere generazioni di agenti infettivi resistenti agli antimicrobici appartenenti al genere stafilococchi compaiono in brevi periodi di tempo.

Il problema più grande sono i ceppi resistenti alla meticillina, che sono resistenti non solo ai beta-lattamici (antibiotici β-lattamici: alcuni sottogruppi di penicilline, cefalosporine, carbapenemi e monobattami), ma anche ad altri tipi di AMP: tetracicline, macrolidi, lincosamidi, aminoglicosidi, fluorochinoloni, cloramfenicolo.

Per lungo tempo, l'infezione poteva essere debellata solo con l'aiuto dei glicopeptidi. Attualmente, il problema della resistenza agli antibiotici di questi ceppi di stafilococco è stato risolto da un nuovo tipo di AMP: gli ossazolidinoni, di cui il linezolid è un rappresentante di spicco.

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Metodi per determinare la resistenza agli antibiotici

Quando si creano nuovi farmaci antibatterici, è fondamentale definirne chiaramente le proprietà: come agiscono e contro quali batteri sono efficaci. Questo può essere determinato solo attraverso la ricerca in laboratorio.

I test di resistenza agli antibiotici possono essere eseguiti utilizzando diversi metodi, i più diffusi dei quali sono:

• Il metodo del disco, o diffusione dell'AMP in agar secondo Kirby-Bayer
• Metodo di diluizione seriale
• Identificazione genetica delle mutazioni che causano resistenza ai farmaci.

Il primo metodo è attualmente considerato il più comune per il suo basso costo e la facilità di implementazione. L'essenza del metodo dei dischi consiste nel collocare i ceppi batterici isolati a seguito di ricerca in un terreno nutritivo di densità adeguata e ricoprerli con dischi di carta imbevuti di una soluzione di AMP. La concentrazione dell'antibiotico sui dischi è diversa, quindi quando il farmaco si diffonde nell'ambiente batterico, si può osservare un gradiente di concentrazione. L'ampiezza della zona di non crescita dei microrganismi può essere utilizzata per valutare l'attività del farmaco e calcolare il dosaggio efficace.

Una variante del metodo dei dischi è l'E-test. In questo caso, al posto dei dischi, vengono utilizzate piastre polimeriche, su cui viene applicata una certa concentrazione di antibiotico.

Gli svantaggi di questi metodi includono l'imprecisione dei calcoli associata alla dipendenza del gradiente di concentrazione da varie condizioni (densità del mezzo, temperatura, acidità, contenuto di calcio e magnesio, ecc.).

Il metodo della diluizione seriale si basa sulla creazione di diverse varianti di un mezzo liquido o solido contenenti diverse concentrazioni del farmaco in studio. Ogni variante viene popolata con una certa quantità del materiale batterico in esame. Al termine del periodo di incubazione, si valuta la crescita batterica o la sua assenza. Questo metodo permette di determinare la dose minima efficace del farmaco.

Il metodo può essere semplificato prendendo come campione solo 2 terreni, la cui concentrazione sarà il più vicino possibile al minimo necessario per inattivare i batteri.

Il metodo della diluizione seriale è giustamente considerato il gold standard per la determinazione della resistenza agli antibiotici. Tuttavia, a causa del suo elevato costo e della sua elevata intensità di lavoro, non è sempre applicabile nella farmacologia nazionale.

Il metodo di identificazione delle mutazioni fornisce informazioni sulla presenza di geni modificati in un particolare ceppo batterico che contribuiscono allo sviluppo della resistenza antibiotica a farmaci specifici e, a questo proposito, sistematizza le situazioni emergenti tenendo conto della somiglianza delle manifestazioni fenotipiche.

Questo metodo è caratterizzato dall'elevato costo dei sistemi di test per la sua implementazione; tuttavia, il suo valore nella previsione delle mutazioni genetiche nei batteri è innegabile.

Per quanto efficaci siano i metodi sopra descritti per studiare la resistenza agli antibiotici, non possono riflettere appieno il quadro che si svilupperà in un organismo vivente. E se consideriamo anche il fatto che il corpo di ogni persona è unico e che i processi di distribuzione e metabolismo dei farmaci possono avvenire in modo diverso, il quadro sperimentale può essere molto lontano da quello reale.

Modi per superare la resistenza agli antibiotici

Indipendentemente dall'efficacia di un farmaco, dato il nostro attuale atteggiamento nei confronti del trattamento, non possiamo escludere che a un certo punto la sensibilità dei microrganismi patogeni possa cambiare. Anche la creazione di nuovi farmaci con gli stessi principi attivi non risolve il problema della resistenza agli antibiotici. E la sensibilità dei microrganismi alle nuove generazioni di farmaci si indebolisce gradualmente a causa di frequenti prescrizioni ingiustificate o errate.

Una svolta in questo senso è rappresentata dall'invenzione di farmaci combinati, detti protetti. Il loro utilizzo è giustificato in relazione ai batteri che producono enzimi che risultano dannosi per gli antibiotici convenzionali. La protezione degli antibiotici più diffusi si ottiene includendo nella composizione del nuovo farmaco agenti speciali (ad esempio, inibitori di enzimi pericolosi per un certo tipo di AMP), che bloccano la produzione di questi enzimi da parte dei batteri e impediscono l'eliminazione del farmaco dalla cellula attraverso una pompa a membrana.

L'acido clavulanico o il sulbactam sono comunemente usati come inibitori delle beta-lattamasi. Vengono aggiunti agli antibiotici beta-lattamici, aumentandone così l'efficacia.

Attualmente si stanno sviluppando farmaci in grado di colpire non solo i singoli batteri, ma anche quelli che si sono riuniti in gruppi. La lotta contro i batteri in un biofilm può essere condotta solo dopo la sua distruzione e il rilascio di organismi precedentemente legati tra loro da segnali chimici. Per quanto riguarda la possibilità di distruggere un biofilm, gli scienziati stanno prendendo in considerazione un tipo di farmaco come i batteriofagi.

La lotta contro altri “gruppi” batterici si effettua trasferendoli in un ambiente liquido, dove i microrganismi iniziano a esistere separatamente, e ora possono essere combattuti con farmaci convenzionali.

Di fronte al fenomeno della resistenza durante il trattamento con un farmaco, i medici risolvono il problema prescrivendo diversi farmaci efficaci contro i batteri isolati, ma con meccanismi d'azione diversi sulla microflora patogena. Ad esempio, utilizzano contemporaneamente farmaci ad azione battericida e batteriostatica o sostituiscono un farmaco con un altro appartenente a un gruppo diverso.

Prevenzione della resistenza agli antibiotici

L'obiettivo principale della terapia antibiotica è la completa distruzione della popolazione di batteri patogeni presenti nell'organismo. Questo obiettivo può essere raggiunto solo prescrivendo farmaci antimicrobici efficaci.

L'efficacia del farmaco è determinata dal suo spettro d'azione (se il patogeno identificato è incluso in questo spettro), dalla capacità di superare i meccanismi di resistenza agli antibiotici e dal regime posologico ottimale che elimina la microflora patogena. Inoltre, quando si prescrive un farmaco, è necessario tenere conto della probabilità di effetti collaterali e della disponibilità del trattamento per ciascun singolo paziente.

Non è possibile tenere conto di tutti questi aspetti in un approccio empirico al trattamento delle infezioni batteriche. È necessario un elevato livello di professionalità del medico e un monitoraggio costante delle informazioni sulle infezioni e sui farmaci efficaci per combatterle, affinché la prescrizione non sia ingiustificata e non porti allo sviluppo di resistenza agli antibiotici.

La creazione di centri medici dotati di apparecchiature ad alta tecnologia consente di praticare una terapia eziotropica, ovvero in un lasso di tempo più breve viene identificato prima l'agente patogeno e poi viene prescritto un farmaco efficace.

La prevenzione della resistenza agli antibiotici può anche essere considerata un controllo sulla prescrizione di farmaci. Ad esempio, nel caso dell'ARVI, la prescrizione di antibiotici non è giustificata in alcun modo, ma contribuisce allo sviluppo di resistenza agli antibiotici di microrganismi che si trovano temporaneamente in uno stato "dormiente". Il fatto è che gli antibiotici possono provocare un indebolimento del sistema immunitario, che a sua volta causerà la proliferazione di un'infezione batterica nascosta all'interno dell'organismo o proveniente dall'esterno.

È fondamentale che i farmaci prescritti siano compatibili con l'obiettivo da raggiungere. Anche un farmaco prescritto a scopo preventivo deve possedere tutte le proprietà necessarie per distruggere la microflora patogena. Scegliere un farmaco a caso potrebbe non solo non sortire l'effetto desiderato, ma anche peggiorare la situazione, sviluppando resistenza al farmaco da parte di un determinato tipo di batterio.

Particolare attenzione deve essere prestata al dosaggio. Dosi ridotte, inefficaci nel combattere le infezioni, portano allo sviluppo di resistenza agli antibiotici nei microrganismi patogeni. Tuttavia, è importante non esagerare, poiché la terapia antibiotica può causare effetti tossici e reazioni anafilattiche pericolose per la vita del paziente, soprattutto se il trattamento viene eseguito in regime ambulatoriale senza la supervisione del personale medico.

I media dovrebbero informare i cittadini sui pericoli dell'automedicazione con antibiotici, così come dei trattamenti non completati, quando i batteri non muoiono, ma diventano solo meno attivi a causa di un meccanismo sviluppato di resistenza agli antibiotici. I farmaci economici e non autorizzati, che le aziende farmaceutiche illegali spacciano per analoghi economici di farmaci esistenti, hanno lo stesso effetto.

Una misura altamente efficace per prevenire la resistenza agli antibiotici è considerata il monitoraggio costante degli agenti infettivi esistenti e dello sviluppo della resistenza agli antibiotici in essi, non solo a livello distrettuale o regionale, ma anche nazionale (e persino globale). Purtroppo, possiamo solo sognarlo.

In Ucraina non esiste un sistema di controllo delle infezioni in senso stretto. Sono state adottate solo singole disposizioni, una delle quali (già nel 2007!), relativa agli ospedali ostetrici, prevede l'introduzione di diversi metodi di monitoraggio delle infezioni nosocomiali. Ma tutto si riduce ancora una volta a questioni finanziarie, e tali studi generalmente non vengono condotti a livello locale, per non parlare dei medici di altre branche della medicina.

Nella Federazione Russa, il problema della resistenza agli antibiotici è stato affrontato con maggiore responsabilità, e il progetto "Mappa della resistenza antimicrobica in Russia" ne è la prova. Grandi organizzazioni come l'Istituto di Ricerca sulla Chemioterapia Antimicrobica, l'Associazione Interregionale di Microbiologia e Chemioterapia Antimicrobica, nonché il Centro Scientifico e Metodologico per il Monitoraggio della Resistenza Antimicrobica, creato su iniziativa dell'Agenzia Federale per la Salute e lo Sviluppo Sociale, si sono impegnate nella ricerca in questo ambito, raccogliendo informazioni e sistematizzandole per compilare la mappa della resistenza antimicrobica.

Le informazioni fornite nell'ambito del progetto sono costantemente aggiornate e sono a disposizione di tutti gli utenti che necessitano di informazioni sui temi della resistenza agli antibiotici e del trattamento efficace delle malattie infettive.

Comprendere quanto sia rilevante oggi la questione della riduzione della sensibilità dei microrganismi patogeni e trovare una soluzione a questo problema è un processo graduale. Ma questo è già il primo passo verso una lotta efficace contro il problema chiamato "resistenza agli antibiotici". E questo passo è estremamente importante.