Rezistenta bacteriana la antibiotice - cauze, consecinte si solutii posibile

Ce sunt antibioticele

Antibioticele sunt o clasa de medicamente care o data cu descoperirea lor, au revolutionat atat medicina cat si calitatea vietii oamenilor din intreaga lume.

In trecut, chiar si cele mai banale infectii erau cauza unei evolutii nefavorabile, cu multiple complicatii si rata de fatalitate foarte mare.

Etimologia cuvantului “antibiotic” provine din grecescul "anti"=impotriva si "biotikos/bios"= viata. In cazul de fata, inseamna "impotriva microbilor".

Trebuie mentionat faptul ca termenul de antibiotic a fost generalizat si folosit frecvent pentru a descrie o substanta antimicrobiana.

In realitate, clasa mare “Antibiotice” se imparte in antibacteriene, antivirale, antifungice si antiparazitare.

Cand si cum au aparut

O mare contributie in descoperirea antibioticelor a avut-o Alexander Fleming, in 1928 care a observat inhibarea cresterii Staphylococcus aureus in prezenta ciupercii Penicillium notatum.

Astfel, acesta a reprezentat momentul in care a fost descoperita Penicilina, un extract al acestei ciuperci.

Inceputurile tratamentelor antibacteriene sunt insa cu mult mai mult timp in urma, in cadrul medicinei traditionale.

Chiar daca nu exista o baza stiintifica pentru aceste intrebuintari, cunoscatorii acelor vremuri au observat efecte favorabile asupra oamenilor cu diferite probleme de natura bacteriana.

De exemplu, grecii si indienii foloseau diferite plante si mucegaiuri pentru tratarea infectiilor.

Painea mucegaita era folosita in Serbia si Grecia. Dupa cum se poate observa, multiple nationalitati au observat efectele benefice ale mucegaiului contra infectiilor bacteriene.

In secolul al XIX-lea cercetatorii incep sa experimenteze si sa explice actiunea antimicrobiana a unor ciuperci, iar in 1877 Louis Pasteur concluzioneaza ca unele bacterii pot omori alte bacterii.

Aceste cercetari au fost incununate cu descoperirea Penicilinei de catre Sir Alexander Fleming in 1928.

Ulterior, doua personalitati, farmacologul Howard Florey si biochimistul Ernst Boris Chain reusesc sa purifice si sa produca pe scara larga penicilina si astfel, 1942 devine primul antibiotic introdus pe piata.

Ulterior, in anii 1940 si 1950 sunt descoperite streptomicina, cloramfenicolul si tetraciclina.

Clasificare

Antibioticele au multiple mecanisme de actiune asupra bacteriilor, adaptate structurii extrem de variate al acestora. |

A. In functie de actiune:

1. Bacteriostatice: opresc multiplicarea bacteriilor fara sa le omoare interferand cu diferite procese: replicarea ADN, sinteza proteica bacteriana, metabolismul celular;

2. Bactericide: omoara bacteriile prin blocarea formarii peretelui bacterian sau al continutului celular al acesteia;

B. In functie de spectrul de activitate:

1. Cu spectru larg: antibiotice care au actiune atat pe microorganismele gram pozitive cat si gram negative.

Sunt folosite sau ar trebui folosite, empiric, pentru acoperirea initiala a mai multor tipuri de bacterii, pana la izolarea agentului incriminat.

De asemenea, sunt recomandate in infectii polimicrobiene;

2. Cu spectru ingust: antibiotice cu actiune limitata, utilizate numai fata de o anumita specie bacteriana;

C. In functie de modul de actiune:

1. Active pe peretele bacterian - interfera cu procesul de formare al peretelui bacterian;

2. Active pe membrana citoplasmatica - inhiba formarea membranei celulare (bariera care separa si controleaza fluxul de substante intre interiorul si exteriorul celulei.

Degradarea acestei membrane duce la scurgeri importante de substante necesare supravietuirii celulei bacteriene;

3. Active asupra sintezei proteice - inhiba formarea de proteine necesare formarii enzimelor si structurilor celulare.

Sinteza proteinelor este un proces esential pentru multiplicarea si supravietuirea tuturor celulelor bacteriene.

Astfel, blocarea sintezei de proteine va duce la intreruperea proceselor metabolice, oprirea cresterii si multiplicarii bacteriene iar in final, la moartea acesteia;

4. Active asupra replicarii acizilor nucleici - Toate fiintele vii au la baza ADN/ARN, inclusiv bacteriile.

Unele antibiotice se leaga de componentele implicate in formarea de ADN si ARN, cu perturbarea proceselor celulare, cu compromiterea multiplicarii si supravietuirii bacteriene;

5. Inhibitori ai altor procese metabolice - actioneaza pe anumite procese esentiale caracteristice acelui timp de bacterie;

Rezistenta bacteriana la antibiotice

Descoperirea antibioticelor a reprezentat un punct de cotitura in istoria omenirii.

A fost solutia minune care a salvat viata a numeroase persoane, a revolutionat medicina si a pus bazele urmatoarelor cercetari si descoperiri.

Cu toate acestea, perioada de glorie nu a durat foarte mult, dat fiind faptul ca bacteriile la randul lor, au reusit sa se adapteze, sa sufere mutatii, sa produca anumite enzime, toate cu scopul de a dezactiva antibioticul la care anterior erau sensibile.

Aceasta se numeste rezistenta dobandita la antibiotice si reprezinta o problema globala, deoarece rata acesteia este intr-o crestere alarmanta iar rapiditatea raspandirii printre diferitele specii bacteriene la nivel global este ingrijoratoare.

Astfel, rata de raspandire depaseste posibilitatea cercetatorilor de a produce in timp util noi antibiotice care sa faca fata acestor adaptari bacteriene.

Secventa la nivelul careia actioneaza antibioticul pentru inhibarea multiplicarii si uciderea bacteriei este in principiu, zona in care bacteria a suferit modificari adaptative in lupta pentru supravietuire.

Mecanisme de rezistenta

1. Reducerea capacitatii antibioticului de a penetra celula bacteriana;

2. Dezvoltarea pompelor specifice de eflux cu expulzia agentului antimicrobian din celula bacteriana;

3. Modificarea/degradarea agentului antimicrobian – Inactivare;

4. Modificarea/ camuflarea situsurilor-tinta;

Rezistenta bacteriana dobandita fata de un antibiotic la care a fost sensibil anterior se realizeaza prin modificari la nivelul genomului bacterian.

Mutatii ale genelor – mutatie spontana in secventa ADN al agentului patogen cu modificari structurale si functionale, cu modificarea eficientei si afinitatii antibioticului.

Aceste rezistente sunt spontane, independent de utilizarea antibioterapiei, stabile, cu transmiterea rezistentei la o clona bacteriana (transmitere verticala, celula mama→ clona fiica) si sunt specifice, cu interesarea unei clase sau a unei intregi familii de antibiotice;

Mutatii prin plasmide- plasmidele ( elemente genetice localizate la nivelul citoplasmei, extracromozomiale, constituite din ADN), pot contine factorul R-determinant al rezistentei.

Acestea realizeaza schimburi de material genetic cu bacteriile vecine si astfel se transmite gena de rezistenta bacteriana.

Este cea mai frecventa si contagioasa cale de transmitere a rezistentei la antibiotice. Implica transmitere orizontala ( la organismele din vecinatate), intre bacterii comensale, chiar si intre specii diferite si pot viza mai multe clase sau chiar mai multe familii de antibiotice.

Astfel, discutam de fenomenul de polirezistenta ( multi-drug- rezistent);
• Combinatie intre cele 2 de mai sus

Cauze

Cauzele rezistentei dobandite la antibiotice pot fi:

- Utilizarea abuziva a antibioticelor ( antibiotice cu spectru larg in situatii in care antibiograma este disponibila, tratament prelungit, antibiotice administrate in situatii in care nu au niciun efect - infectii virale);

- Utilizarea excesiva a antibioticelor in hrana animalelor cu scopul prevenirii bolilor/ potentator de crestere;

- Norme de igienizare necorespunzatoare, cu transmiterea bacteriilor rezistente de la om la om sau din surse de mediu, inclusiv hrana;

Tratament

Dat fiind cresterea alarmanta la nivel global al organismelor multi-drug-rezistente, tratamentul devine o adevarata provocare prin limitarea optiunilor terapeutice.

Cel mai bun tratament este in primul rand preventia, in incercarea de a scadea rata bacteriilor cu rezistenta dobanda la antibioterapie.

Un tratament corect va avea la baza recoltarea produselor biologice, incercarea de izolare al agentului patogen, realizarea antibiogramei si identificarea genelor de rezistenta pentru alegerea celui mai potrivit antibiotic cu spectru ingust.

Antibioticele cu spectru larg vor fi utilizate empiric, pana la aflarea rezultatelor de laborator, cu desescaladarea ulterioara a antibioterapiei.

De asemenea, antibioticele cu spectru larg vor fi utilizate atunci cand se suspecteaza o infectie polimicrobiana.

In Romania, rezistenta dobandita la antibiotice este an crestere, iar uneori singurele optiuni terapeutice ramase fiind antibioticele extrem de scumpe sau cele care nu sunt comercializate pe teritoriul tarii noastre.

Astfel, escaladarea acestei chestiuni, poate avea rezultate dramatice.

Preventie

Antibioticele sunt larg utilizate in toate specialitatile medicale.

Sunt o arma revolutionara a medicinei dar in pericol de disparitie.

Imposibilitatea utilizarii antibioticelor ar reprezenta intoarcerea in era preantibiotica unde orice infectie poate reprezenta un real pericol pentru a dezvolta complicatii si chiar mortalitate.

De asemenea, ramurile chirurgicale ar fi complet compromise in lipsa tratamentului antibiotic, pre- si postoperator.

Cresterea alarmanta a rezistentei la antibiotice, care asociaza evolutie nefavorabila al pacientului si risc crescut de mortalitate impun masuri agresive in lupta cu aceasta:

- Impunerea unor sisteme de supraveghere in spitale (unde riscul de infectii nosocomiale cu bacterii rezistente este foarte mare), precum si supravegherea in spatiul comunitar;

- Cresterea ratei de vaccinare in randul populatiei;

- Intensificarea cercetarilor pentru aparitia a noi vaccinuri si tratamente profilactice;

- Prescrierea judicioasa a antibioticelor- doar in cazul in care chiar sunt necesare (nu in infectii virale), evitarea utilizarii antibioticelor cu spectru larg atunci cand cel spectrul ingust este eficient ai disponibil;

- Dezvoltarea ariei de cercetare pentru aparitia a noi antibiotice eficiente in contextul acestei pandemii silentioase precum si pentru dezvoltarea de noi teste de diagnostic pentru bacteriile rezistente;

Concluzii

In prezent, rezistenta dobandita la antibiotice reprezinta o reala ingrijorare la nivel mondial si este considerata o pandemie silentioasa.

Un tratament corect va avea la baza recoltarea produselor biologice, incercarea de izolare a agentului patogen, realizarea antibiogramei si identificarea genelor de rezistenta pentru alegerea celui mai potrivit antibiotic cu spectru ingust.

Antibioticele cu spectru larg vor fi utilizate empiric, pana la aflarea rezultatelor de laborator. De asemenea, antibioticele cu spectru larg vor fi utilizate atunci cand se suspecteaza o infectie polimicrobiana.

Preventia ramane cel mai bun tratament si consta in cresterea ratei de vaccinare in randul populatiei, instituirea unor sisteme de supraveghere atat in spitale cat si in spatiul comunitar, prescrierea judicioasa a antibioticelor, intensificarea cercetarilor pentru aparitia a noi vaccinuri si tratamente profilactice.

De asemenea, o alta masura importanta ar fi dezvoltarea ariei de cercetare pentru aparitia a noi antibiotice eficiente precum si pentru dezvoltarea de noi teste de diagnostic pentru bacteriile rezistente.

Bibliografie
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6604941/
https://www.who.int/health-topics/antimicrobial-resistance
https://www.cdc.gov/antimicrobial-resistance/about/index.html