Gli antibiotici e gli agenti antimicrobici sono droghe o sostanze chimiche utilizzate per uccidere o ostacolare la crescita dei batteri. Gli antibiotici colpiscono specificamente i batteri per la distruzione lasciando incolume altre cellule del corpo. In condizioni normali, il nostro sistema immunitario è in grado di gestire i germi che invadono il corpo. Alcuni globuli bianchi noti come linfociti proteggono il corpo da cellule cancerose, agenti patogeni (batteri, virus, parassiti) e corpi estranei. Producono anticorpi che si legano a un antigene specifico (agente patogeno) ed etichettano l'antigene per la distruzione da parte di altri globuli bianchi. Quando il nostro sistema immunitario viene sopraffatto, gli antibiotici possono essere utili per aiutare le difese naturali dell'organismo a controllare le infezioni batteriche. Mentre gli antibiotici hanno dimostrato di essere potenti agenti antibatterici, non sono efficaci contro i virus. I virus non sono organismi viventi indipendenti. Infettano le cellule e si affidano al meccanismo cellulare dell'ospite per la replicazione virale.
La penicillina è stato il primo antibiotico ad essere scoperto. La penicillina è derivata da una sostanza prodotta da muffe del Penicillium fungo. La penicillina agisce interrompendo i processi di assemblaggio della parete cellulare batterica e interferendo con la riproduzione batterica. Alexander Fleming scoprì la penicillina nel 1928, ma fu solo negli anni '40 che l'uso di antibiotici rivoluzionò l'assistenza medica e ridusse sostanzialmente i tassi di mortalità e le malattie da infezioni batteriche. Oggi, altri antibiotici correlati alla penicillina tra cui ampicillina, amoxicillina, meticillina e flucloxacillina sono usati per trattare una varietà di infezioni.
La resistenza agli antibiotici sta diventando sempre più comune. A causa dell'uso prevalente di antibiotici, i ceppi di batteri resistenti stanno diventando molto più difficili da trattare. È stata osservata resistenza agli antibiotici in batteri come E.coli e MRSA. Questi "super bug" rappresentano una minaccia per la salute pubblica poiché sono resistenti agli antibiotici più comunemente usati. I funzionari sanitari avvertono che gli antibiotici non dovrebbero essere usati per trattare raffreddori comuni, mal di gola o influenza perché queste infezioni sono causate da virus. Se usati inutilmente, gli antibiotici possono portare alla diffusione di batteri resistenti.
Alcuni ceppi di Staphylococcus aureus i batteri sono diventati resistenti agli antibiotici. Questi batteri comuni infettano circa il 30 percento di tutte le persone. In alcune persone, S. aureus fa parte del normale gruppo di batteri che popolano il corpo e può essere trovato in aree come la pelle e le cavità nasali. Mentre alcuni ceppi di stafilococco sono innocui, altri pongono gravi problemi di salute tra cui malattie di origine alimentare, infezioni della pelle, malattie cardiache e meningite. S. aureus i batteri favoriscono il ferro contenuto nell'emoglobina proteica trasportatrice di ossigeno presente nei globuli rossi. S. aureus i batteri rompono le cellule del sangue per ottenere il ferro all'interno delle cellule. Cambiamenti all'interno di alcuni ceppi di S. aureus li hanno aiutati a sopravvivere ai trattamenti antibiotici. Gli antibiotici attuali agiscono interrompendo i cosiddetti processi di vitalità cellulare. L'interruzione dei processi di assemblaggio della membrana cellulare o la traduzione del DNA sono modalità operative comuni per gli antibiotici di generazione attuale. Per combattere questo, S. aureus hanno sviluppato una singola mutazione genetica che altera la parete cellulare dell'organismo. Ciò consente loro di prevenire le violazioni della parete cellulare da parte di sostanze antibiotiche. Altri batteri resistenti agli antibiotici, come Streptococcus pneumoniae, produrre una proteina chiamata MurM. Questa proteina contrasta gli effetti degli antibiotici aiutando a ricostruire la parete cellulare batterica.
Gli scienziati stanno adottando vari approcci per affrontare il problema della resistenza agli antibiotici. Un metodo si concentra sull'interruzione dei processi cellulari coinvolti nella condivisione dei geni tra batteri come Streptococcus pneumoniae. Questi batteri condividono tra loro geni resistenti e possono persino legarsi al DNA nel loro ambiente e trasportare il DNA attraverso la membrana cellulare batterica. Il nuovo DNA contenente i geni resistenti viene quindi incorporato nel DNA della cellula batterica. L'uso di antibiotici per trattare questo tipo di infezione può effettivamente indurre questo trasferimento di geni. I ricercatori si stanno concentrando sui modi per bloccare determinate proteine batteriche per impedire il trasferimento di geni tra batteri. Un altro approccio alla lotta contro la resistenza agli antibiotici si concentra in realtà sul mantenimento in vita dei batteri. Invece di cercare di uccidere i batteri resistenti, gli scienziati stanno cercando di disarmarli e renderli incapaci di causare infezioni. L'intento di questo approccio è quello di mantenere i batteri vivi, ma innocui. Si ritiene che ciò contribuirà a prevenire lo sviluppo e la diffusione di batteri resistenti agli antibiotici. Man mano che gli scienziati comprendono meglio come i batteri ottengono resistenza agli antibiotici, possono essere sviluppati metodi migliori per il trattamento della resistenza agli antibiotici.
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