Biology for Majors II

La parola antibiotico deriva dal greco anti che significa “contro” e bios che significa “vita.”Un antibiotico è una sostanza chimica, prodotta da microbi o sinteticamente, che è ostile alla crescita di altri organismi. Le notizie e i media di oggi spesso affrontano le preoccupazioni per una crisi antibiotica. Gli antibiotici che hanno facilmente trattato le infezioni batteriche in passato stanno diventando obsoleti? Ci sono nuovi”superbatteri ” —batteri che si sono evoluti per diventare più resistenti al nostro arsenale di antibiotici? È questo l’inizio della fine degli antibiotici? Tutte queste domande sfidano la comunità sanitaria.

Una delle principali cause di batteri resistenti è l’abuso di antibiotici. L’uso imprudente ed eccessivo di antibiotici ha portato alla selezione naturale di forme resistenti di batteri. L’antibiotico uccide la maggior parte dei batteri infettanti e quindi rimangono solo le forme resistenti. Queste forme resistenti si riproducono, con un conseguente aumento della proporzione di forme resistenti rispetto a quelle non resistenti. Un altro importante abuso di antibiotici è nei pazienti con raffreddore o influenza, per i quali gli antibiotici sono inutili perché queste malattie sono causate da virus, non da batteri. Un altro problema è l’uso eccessivo di antibiotici nel bestiame. L’uso di routine di antibiotici nei mangimi promuove la resistenza batterica pure. Negli Stati Uniti, il 70 per cento degli antibiotici prodotti viene somministrato agli animali. Questi antibiotici vengono somministrati al bestiame a basse dosi, che massimizzano la probabilità di sviluppo di resistenza e questi batteri resistenti vengono facilmente trasferiti agli esseri umani.

Guarda un recente rapporto di notizie sul problema della somministrazione di antibiotici di routine al bestiame e ai batteri resistenti agli antibiotici.

Resistenza ai farmaci

La resistenza antimicrobica non è un fenomeno nuovo. In natura, i microbi sono in continua evoluzione per superare i composti antimicrobici prodotti da altri microrganismi. Lo sviluppo umano di farmaci antimicrobici e il loro uso clinico diffuso hanno semplicemente fornito un’altra pressione selettiva che promuove un’ulteriore evoluzione. Diversi fattori importanti possono accelerare l’evoluzione della resistenza ai farmaci. Questi includono l’uso eccessivo e l’uso improprio di antimicrobici, l’uso inappropriato di antimicrobici, il dosaggio subterapeutico e la non conformità del paziente con il ciclo di trattamento raccomandato.

L’esposizione di un agente patogeno a un composto antimicrobico può selezionare mutazioni cromosomiche che conferiscono resistenza, che possono essere trasferite verticalmente alle generazioni microbiche successive e alla fine diventano predominanti in una popolazione microbica ripetutamente esposta all’antimicrobico. In alternativa, molti geni responsabili della resistenza ai farmaci si trovano sui plasmidi o nei trasposoni che possono essere trasferiti facilmente tra i microbi attraverso il trasferimento genico orizzontale. I trasposoni hanno anche la capacità di spostare i geni di resistenza tra plasmidi e cromosomi per promuovere ulteriormente la diffusione della resistenza.

Come avviene la resistenza

Un'infografica che descrive come avviene la resistenza agli antibiotici. In primo luogo, ci sono molti germi e solo alcuni sono resistenti ai farmaci. In secondo luogo, gli antibiotici uccidono i batteri che causano malattie, così come i batteri buoni che proteggono il corpo dalle infezioni. In terzo luogo, i batteri resistenti ai farmaci sono ora autorizzati a crescere e prendere il sopravvento. Infine, alcuni batteri danno la loro resistenza ai farmaci ad altri batteri, causando più problemi.

Come si diffonde la resistenza

Tutti gli animali trasportano batteri nel loro intestino. Dare antibiotici ucciderà molti batteri, ma i batteri resistenti possono sopravvivere e moltiplicarsi.

  • Quando gli animali alimentari vengono macellati e trasformati, questi batteri resistenti possono contaminare la carne o altri prodotti animali.
  • Questi batteri possono anche entrare nell’ambiente quando un animale fa la cacca e può diffondersi per produrre che viene irrigato con acqua contaminata.

Esistono diversi percorsi diretti attraverso i quali le persone possono ottenere batteri resistenti agli antibiotici che si sviluppano nella produzione animale alimentare industriale:

  • Maneggiando o consumando in modo improprio carne contaminata cotta in modo inadeguato.
  • Contatto con lavoratori agricoli infetti o trasformatori di carne, o forse le loro famiglie, medici e altri con cui interagiscono.
  • Bere acque superficiali o sotterranee contaminate e mangiare colture contaminate.
  • Contatto con l’aria che viene scaricata dall’alloggiamento degli animali concentrati o viene rilasciata durante il trasporto degli animali.
Un'infografica che descrive come si diffonde la resistenza agli antibiotici. Il grafico segue due percorsi distinti: gli animali ottengono antibiotici e sviluppano batteri resistenti ai farmaci nelle loro viscere o gli esseri umani ottengono antibiotici e sviluppano batteri resistenti ai farmaci nelle loro viscere. Quando gli animali sviluppano batteri resistenti ai farmaci, i batteri possono diffondersi in due modi: un batterio resistente ai farmaci può rimanere sulla carne degli animali. Se non maneggiati o cotti correttamente, i batteri possono diffondersi agli esseri umani. Due: fertilizzante o acqua contenente feci animali e batteri resistenti ai farmaci viene utilizzato sulle colture alimentari. I batteri resistenti ai farmaci nelle feci degli animali possono rimanere sulle colture e essere mangiati. Questi batteri possono rimanere nell'intestino umano. Ci sono due esempi di come la resistenza si diffonde quando gli esseri umani sviluppano batteri resistenti. Uno: George ottiene cura in un ospedale, casa di cura, o altra struttura di assistenza ospedaliera. I germi resistenti possono diffondersi direttamente ad altri pazienti o indirettamente sulle mani impure degli operatori sanitari. I batteri resistenti possono anche diffondersi ad altri pazienti dalle superfici all'interno della struttura sanitaria. I pazienti vanno a casa e i batteri resistenti si diffondono ulteriormente. Due: George rimane a casa e nella comunità generale. Diffonde i batteri resistenti che si sono sviluppati nel suo intestino.

A causa dell’aumento della resistenza ai farmaci, i medici spesso devono raccomandare farmaci di seconda o terza scelta per il trattamento quando i batteri che causano infezioni sono resistenti al farmaco di scelta e questo farmaco non funziona. Ma i farmaci alternativi potrebbero essere meno efficaci, più tossici e più costosi. Preservare l’efficacia degli antibiotici è fondamentale per proteggere la salute umana e animale.

Per saperne di più sulle prime 18 minacce resistenti ai farmaci per gli Stati Uniti, visitare il sito web del CDC.

Uno dei superbatteri: MRSA

Il micrografo mostra gruppi di batteri rotondi aggrappati a una superficie. Ogni batterio è di circa 0,4 micron.

Figura 1. Questo micrografo elettronico a scansione mostra batteri Staphylococcus aureus resistenti alla meticillina, comunemente noti come MRSA. S. aureus non è sempre patogeno, ma può causare malattie come intossicazione alimentare e infezioni della pelle e delle vie respiratorie. (credito: modifica del lavoro di Janice Haney Carr; scala-bar dati da Matt Russell)

L’uso imprudente di antibiotici ha aperto la strada per i batteri di espandere le popolazioni di forme resistenti. Ad esempio, lo Staphylococcus aureus, spesso chiamato “stafilococco”, è un batterio comune che può vivere nel corpo umano e di solito è facilmente trattato con antibiotici. Un ceppo molto pericoloso, tuttavia, lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) ha fatto notizia negli ultimi anni (Figura 1). Questo ceppo è resistente a molti antibiotici comunemente usati, tra cui meticillina, amoxicillina, penicillina e oxacillina. MRSA può causare infezioni della pelle, ma può anche infettare il flusso sanguigno, polmoni, vie urinarie, o siti di lesioni. Mentre le infezioni da MRSA sono comuni tra le persone nelle strutture sanitarie, sono apparse anche in persone sane che non sono state ricoverate in ospedale ma che vivono o lavorano in popolazioni ristrette (come il personale militare e i prigionieri). I ricercatori hanno espresso preoccupazione per il modo in cui quest’ultima fonte di MRSA si rivolge a una popolazione molto più giovane di quelli che risiedono nelle strutture di assistenza. Il Journal of American Medical Association ha riferito che, tra le persone affette da MRSA nelle strutture sanitarie, l’età media è di 68 anni, mentre le persone con “MRSA associato alla comunità” (CA-MRSA) hanno un’età media di 23 anni.

In sintesi: Resistenza agli antibiotici

La comunità medica sta affrontando una crisi antibiotica. Alcuni scienziati ritengono che dopo anni di essere protetti dalle infezioni batteriche da antibiotici, potremmo tornare a un tempo in cui una semplice infezione batterica potrebbe nuovamente devastare la popolazione umana. I ricercatori stanno sviluppando nuovi antibiotici, ma ci vogliono molti anni di ricerca e studi clinici, oltre a investimenti finanziari in milioni di dollari, per generare un farmaco efficace e approvato.

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  1. Naimi, TS, LeDell, KH, Como-Sabetti, K, et al. Confronto dell’infezione da Staphylococcus aureus resistente alla meticillina associata alla comunità e alla salute. JAMA 290 (2003): 2976-84, doi: 10.1001/jama.290.22.2976. ↵

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