Antibioticele sunt medicamente care omoară sau inhibă creșterea microbilor, inclusiv bacteriile și fungii (ciupercile). Aceste medicamente funcționează prin blocarea unor procese esențiale, cum sunt sinteza proteinelor, replicarea ADN-ului și diviziunea celulară.
După descoperirea penicilinei de către Alexander Fleming, antibioticele au devenit coloana vertebrală a tratamentului medical. În prezent, aceste medicamente sunt utilizate pentru a trata o mare varietate de infecții și a preveni noile infecții în timpul procedurilor medicale invazive.
Cu toate acestea, eficacitatea multor antibiotice este în scădere, ceea ce duce la tratamente eșuate, care pot produce infecții cronice și un risc crescut pentru pacienții care sunt imunocompromiși sau sunt supuși unor proceduri medicale invazive.
Datorită rolului central al antibioticelor în tratamentul medical, scăderea eficacității acestora reprezintă o amenințare majoră pentru medicina modernă. Există numeroși factori care contribuie la reducerea eficacității antibioticelor, însă unii dintre cei mai importanți sunt modalitățile prin care microbii ocolesc antibioticele, inclusiv prin rezistență și persistență.
Rezistența la antibiotice
Rezistența la antibiotice apare atunci când microbii înving efectele antibioticelor printr-o modificare genetică. Aceasta ar putea implica dobândirea de noi gene care să permită microbilor să degradeze antibioticul sau de mutații care să modifice forma unei proteine și să prevină legarea antibioticului. Așadar, microbii rezistenți pot crește chiar și în prezența medicamentului.
Deoarece microbii rezistenți depășesc microbii susceptibili și pot transmite informația genetică ce codifică rezistența, rezistența la antibiotice se răspândește rapid și devine o criză globală.
Bacteriile rezistente se pot dezvolta în timpul tratamentului cu antibiotice, în timp ce bacteriile nerezistente mor. Rezistența se datorează unei modificări genetice, astfel că toate bacteriile din populația rezultată devin rezistente. | Sursa: SITN.HMS.HARVARD.EDU
Persistența la antibiotice
Rezistența la antibiotice nu este singurul mecanism princ are microbii pot supraviețui unui tratament medical; un fenomen mai puțin cunoscut prin care microbii nu mor în prezența antibioticelor este persistența.
Persistența la antibiotice este atunci când o subpopulație de microbi scapă de efectele antibioticelor prin oprirea temporară a dezvoltării. De obicei, aceasta înseamnă că microbii își opresc diviziunea celulară și, prin umare, procesele implicate în pregătirea pentru diviziune. Pentru că antibioticele vizează aceleași procese, atunci câmd microbii se opresc din creștere, procesele vizate pot deveni neesențiale. Drept consecință, antibioticele nu pot omorî acești microbi.
Bacteriile care nu se dezvoltă și supraviețuiesc antibioticelor se numesc bacterii persistente, iar ele își reiau creșterea după ce antibioticul a fost îndepărtat.
Microbii persistenți supraviețuiesc tratamentului cu antibiotice și își reiau creșterea în absența acestor medicamente. Populația rezultată este la fel ca populația originală, deoarece microbii persistenți sunt identici din punct de vedere genetic cu cei nepersistenți. | Sursa: SITN.HMS.HARVARD.EDU
De obicei, microbii persistenți reprezintă doar o mică fracțiune a populației microbiene și sunt cuantificați prin măsurarea numărului de bacterii care supraviețuiesc tratamentului cu antibiotice.
Proporția microbilor persistenți variază la diferitele bacterii și în funcție de condițile de mediu. De exemplu, atunci când condițiile sunt optime pentru creștere, cum ar fi cazul unui mediu bogat în nutrimente, proporția microbilor persistenți este extrem de mică la majoritatea speciilor de bacterii. Condițiile de stres, cum sunt înfometarea sau pH-ul scăzut (acid), pot crește abundeța microbilor persistenți.
O condiție de stres specială pe care unele bacterii infecțioase o întâlnesc este supraviețuirea în interiorul macrofagelor – celule imune care apără organismul prin înglobarea bacteriilor pentru a le distruge. Anumite bacterii, cum sunt Salmonella enterica și Mycobacterium tuberculosis, sunt cunoscute pentru persistența lor atunci când întâlnesc macrofage în timpul infecției.
Microbii persistenți în timpul infecției pot contribui la eșuarea tratamentului cu antibiotice, deoarece ei pot supraviețui antibioticelor și pot provoca recidiva infecției. Deoarece microbii persistenți reprezintă a fracțiune atât de mică a populației microbiene, ei pot rămâne nedetectați la finalul tratamentului și își pot relua dezvoltarea după ce antibioticul nu mai există în organism.
Acest lucru constituie o problemă, nu doar datorită riscului asupra sănătății reprezentat de infecție, ci și pentru că recidiva va necesita un nou tratament cu antibiotice. Astfel, persistența poate duce la dezvoltarea rezistenței la antibiotice.