Resistenza agli antibiotici

Secondo l’autorità Europea per la Sicurezza Alimentare la resistenza agli antibiotici si riferisce alla capacità dei microrganismi di resistere ai trattamenti antimicrobici rendendo inefficaci le cure e mettendo a grave rischio la salute pubblica.

La resistenza agli antibiotici, che hanno trasformato la medicina e salvato milioni di vite, mette così a rischio molti dei progressi della medicina moderna rendendo le infezioni più difficili da trattare ed elevando il rischio di molte procedure e trattamenti medici come, ad esempio, gli interventi chirurgici e pertanto l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha indicato la resistenza agli antibiotici come una delle tre più importanti minacce per la salute pubblica del 21° secolo

Tra i meccanismi fondamentali della resistenza agli antibiotici vi sono la degradazione enzimatica dei farmaci antibatterici, l’alterazione delle proteine ​​batteriche che sono bersagli antimicrobici e i  cambiamenti nella permeabilità della membrana agli antibiotici. Un esempio ben noto di batterio che ha acquisito resistenza agli antibiotici è lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina.

Generalità sulla resistenza agli antibiotici

La causa della resistenza agli antibiotici è stata attribuita all’uso eccessivo e improprio di questi farmaci, nonché alla mancanza di sviluppo di nuovi farmaci da parte dell’industria farmaceutica e si rendono quindi necessari sforzi coordinati per attuare nuove politiche, rinnovare gli sforzi di ricerca e perseguire misure per gestire la crisi.

La classe clinicamente più importante di resistenza è la degradazione enzimatica degli antibiotici β-lattamici da parte delle β-lattamasi, enzimi prodotti da alcuni batteri e responsabili della loro resistenza agli antibiotici β-lattamici come le penicilline, le cefamicine e le cefalosporine .

Questi enzimi sono codificati da geni su plasmidi mobilizzati, che possono essere facilmente trasferiti tra specie batteriche, con conseguente diffusione della resistenza ai farmaci. I batteri sviluppano resistenza agli antibiotici anche attraverso la modifica enzimatica degli antibiotici introducendo vari gruppi chimici, come i gruppi acile, fosfato e nucleotidilico.

Gli amminoglicosidi, classe di antibiotici battericidi formati da un gruppo glicosidico e un gruppo amminico, sono particolarmente soggetti alla modificazione enzimatica poiché hanno gruppi amminici e idrossilici modificabili. I  tre principali enzimi modificanti gli aminoglicosidi che conferiscono resistenza agli amminoglicosidi sono N -acetiltransferasi, O -nucleotidiltransferasi e O -fosfotransferasi.

Inoltre, l’efficacia della maggior parte degli antibiotici è fortemente limitata dall’accumulo intracellulare dei farmaci all’interno dei batteri, che è controllato dal passaggio dei farmaci ai loro bersagli e dal loro accumulo nel sito bersaglio.

Cause

Uso eccessivo

Già nel 1945, Sir Alexander Fleming, noto per avere scoperto l’enzima lisozima nel 1922 e la penicillina nel 1928, cosa che gli valse il Premio Nobel per la medicina nel 1945, aveva previsto l’uso eccessivo di antibiotici. Solo successivamente la ricerca ha dimostrato una relazione diretta tra il consumo di antibiotici e la comparsa e la diffusione di ceppi batterici resistenti.

Infatti nei batteri, i geni possono essere ereditati da parenti o acquisiti da non parenti su elementi genetici  mobili come i plasmidi. Avviene così il trasferimento genico orizzontale (HGT) è il movimento di informazioni genetiche tra organismi, un processo che include la diffusione dei geni di resistenza agli antibiotici tra i batteri alimentando l’evoluzione dei patogeni.

Il trasferimento genico orizzontale avviene attraverso tre meccanismi genetici ovvero la trasformazione in cui i batteri assorbono il DNA dal loro ambiente, la coniugazione in cui i batteri trasferiscono direttamente i geni ad un’altra cellula e la trasduzione in cui i batteriofagi spostano i geni da una cellula all’altra. Inoltre anche gli antibiotici prescritti in modo errato che espongono i pazienti a potenziali complicazioni contribuiscono alla promozione di batteri resistenti

Uso agricolo

Gli allevamenti intensivi producono danni ambientali, alti livelli di inquinamento, scarso benessere degli animali, nonché maggiori rischi per la salute pubblica come le malattie zoonotiche e la resistenza agli antibiotici .

Gli antibiotici, infatti, sono ampiamente utilizzati come integratori per la crescita del bestiame che si ritiene migliorino la salute generale degli animali, producendo rese maggiori e un prodotto di qualità superiore vengono ingeriti dagli esseri umani quando consumano cibo.

Inoltre in campo agricolo tetracicline e streptomicina vengono spruzzate sugli alberi da frutto per agire come pesticidi n molti paesi e ciò contribuisce all’esposizione dei microrganismi nell’ambiente ad agenti che inibiscono la crescita, alterando l’ecologia ambientale aumentando la proporzione di microrganismi resistenti rispetto a quelli sensibili.

Fattori economici

Un’altra causa che concorre alla resistenza agli antibiotici della popolazione mondiale è la scarsa disponibilità di antibiotici di nuova generazione. Infatti la ricerca da parte delle industrie farmaceutiche non è più considerata un investimento economicamente proficuo poiché gli antibiotici vengono utilizzati per periodi relativamente brevi e non sono così redditizi come i farmaci che trattano condizioni croniche.

Un altro fattore che rende lo sviluppo degli antibiotici poco attraente dal punto di vista economico è il loro costo relativamente basso. Inoltre una casa farmaceutica che investe somme di denaro nello sviluppo di antibiotici potrebbe scoprire che i profitti vengono prematuramente ridotti quando si sviluppa resistenza al nuovo antibiotico.

Si verifica anche che il brevetto della maggior parte degli antibiotici è attualmente scaduto e tali farmaci sono forniti dai produttori di farmaci generici. Se il basso costo si ripercuote positivamente sui pazienti che possono disporre di farmaci a un prezzo contenuto si verifica da un lato un maggior consumo e dall’altro un disincentivo alla ricerca.

Possibili soluzioni

Un nuovo approccio alla lotta alla resistenza agli antibiotici potrebbe aiutare a prevenire le malattie rendendo i batteri nuovamente vulnerabili alle cure. Alcuni ricercatori hanno trovato un modo per indebolire i batteri resistenti agli antibiotici che causano patologie inibendo una proteina che guida la formazione di capacità di resistenza all’interno i batteri.

Si è infatti scoperto che una proteina nei batteri chiamata DsbA aiuta il folding delle proteine ​​di resistenza nelle forme giuste per neutralizzare gli antibiotici. La DsbA è una tioldisolfuro ossidoreduttasi batterica che catalizza la formazione del legame disolfuro intracatena quando i peptidi emergono nel periplasma della cellula.

La DsbA,  localizzata nel periplasma ed è più comune nei batteri Gram-negativi che nei batteri Gram-positivi, catalizza l’ossidazione di una coppia di residui di cisteina sulla proteina substrato. I risultati mostrano che prendendo di mira la formazione dei legami disolfuro e il folding delle proteine, è possibile invertire la resistenza agli antibiotici attraverso diversi importanti agenti patogeni e meccanismi di resistenza e ciò significa che lo sviluppo di inibitori DsbA clinicamente utili in futuro potrebbe offrire un nuovo modo di trattare le infezioni resistenti utilizzando gli antibiotici attualmente disponibili