Resistenza agli antibiotici

Selezione naturale in azione

Un esempio ben noto di selezione naturale in azione è lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei microrganismi. Dalla scoperta della penicillina nel 1928 da Alexander Fleming, gli antibiotici sono stati utilizzati per combattere le malattie batteriche. Le popolazioni naturali di batteri contengono, tra il loro vasto numero di membri individuali, una considerevole variazione nel loro materiale genetico, come risultato di mutazioni. Quando sono esposti agli antibiotici, la maggior parte dei batteri muore rapidamente, ma alcuni possono avere mutazioni che li rendono leggermente meno suscettibili. Se l'esposizione agli antibiotici è breve, questi individui sopravviveranno al trattamento. Questa eliminazione selettiva di individui disadattati da una popolazione è la selezione naturale.

Previsione

Nella conferenza del Premio Nobel del 1945 Fleming disse:

"Non è difficile rendere i microbi resistenti alla penicillina in laboratorio, esponendoli a concentrazioni non sufficienti per ucciderli, e la stessa cosa è occasionalmente accaduta nel corpo... Potrebbe arrivare il momento in cui la penicillina potrà essere acquistata da chiunque nei negozi. Allora c'è il pericolo che l'uomo ignorante possa facilmente sottodosarsi e, esponendo i suoi microbi a quantità non letali del farmaco, renderli resistenti".

Maclyn McCarty ha spiegato com'era prima degli antibiotici:

"Ci sono un certo numero di infezioni da cui nessuno si era [mai] ripreso prima della scoperta di efficaci agenti antibatterici".

La resistenza agli antibiotici è aumentata dalla sopravvivenza di individui che sono immuni agli effetti dell'antibiotico. La loro prole eredita la resistenza, creando una nuova popolazione di batteri resistenti

Meccanismo

I meccanismi che i batteri subiscono per diventare resistenti agli antibiotici sono la mutazione genetica e il trasferimento genico orizzontale.

Effetto su chirurgia e medicina

Tutti gli interventi chirurgici che implicano l'apertura del corpo comportano enormi rischi di infezione. Gli antibiotici somministrati prima e dopo l'intervento permettono ai chirurghi di fare operazioni che prima sarebbero state mortali. La chirurgia a cuore aperto è un esempio evidente.

I trattamenti del cancro come la chemioterapia e la radioterapia danneggiano il sistema immunitario. Gli antibiotici sono prescritti per aumentare le difese naturali del corpo. I pazienti con trapianti d'organo usano sempre farmaci per sopprimere il sistema immunitario, altrimenti attacca il trapianto. Pertanto, gli antibiotici sono usati per proteggere il corpo. Senza antibiotici efficaci, entrambi i gruppi di pazienti potrebbero morire per infezioni che il loro sistema immunitario non potrebbe più controllare.

"È un futuro piuttosto cupo, penso che molti interventi chirurgici importanti sarebbero seriamente minacciati", ha detto il professor Richard James dell'Università di Nottingham.

Anche gli usi medici sono minacciati. Il numero di test di resistenza ai carbapenemi, uno dei gruppi di antibiotici più potenti, è salito da una manciata di casi nel 2003 a più di 300 casi nel 2010. "Il mio laboratorio sta vedendo un numero crescente di ceppi resistenti anno dopo anno", ha detto il Prof Neil Woodford, dell'unità di resistenza antimicrobica della Health Protection Agency. La maggior parte dei casi sono resistenti ad alcuni farmaci. Ancora peggio, ci sono alcuni casi di ceppi che nessun antibiotico può toccare.

Molte infezioni che erano state quasi eliminate stanno tornando. La gonorrea, malattia a trasmissione sessuale, sta diventando sempre più difficile da trattare. In tutto il mondo, la tubercolosi multi-resistente ed estremamente resistente ai farmaci è un problema crescente. Solo un paio di farmaci funzionano ancora.

Le infezioni che colpiscono gli anziani quando sono in ospedale sono una delle principali preoccupazioni. La più grande minaccia nel Regno Unito è rappresentata dagli insetti opportunisti che vivono nell'intestino, come E. coli e Klebsiella. Sono ora la forma più comune di infezione che i pazienti ricevono in ospedale. Mostrano livelli crescenti di resistenza agli antibiotici.

Avviso ufficiale

Il Cabinet Office del Regno Unito ha emesso un avvertimento dal Registro nazionale dei rischi per le emergenze civili. Dice che "il numero di infezioni complicate dalla resistenza antimicrobica potrebbe aumentare notevolmente nei prossimi 20 anni". "Senza antibiotici efficaci, anche la chirurgia minore e le operazioni di routine potrebbero diventare procedure ad alto rischio, portando ad un aumento della durata della malattia e infine alla mortalità prematura".

Organizzazione Mondiale della Sanità

L'OMS ha emesso valutazioni simili:

"L'uso e l'abuso di antimicrobici ... negli ultimi 70 anni ha portato ad un aumento inesorabile del numero e dei tipi di microrganismi resistenti a questi farmaci - portando a morte, aumento della sofferenza e della disabilità, e costi sanitari più elevati".

"Le morti per infezioni respiratorie acute, malattie diarroiche, morbillo, AIDS, malaria e tubercolosi rappresentano più dell'85% della mortalità da infezione in tutto il mondo. La resistenza ai farmaci di prima linea nella maggior parte degli agenti patogeni che causano queste malattie varia da zero a quasi il 100%. In alcuni casi la resistenza agli agenti di seconda e terza linea sta seriamente compromettendo il risultato del trattamento. I batteri che causano la tubercolosi (TB) possono sviluppare resistenza ai farmaci antimicrobici usati per curare la malattia. La TBC multiresistente (MDR-TB) è la TBC che non risponde almeno all'isoniazide e alla rifampicina, i 2 farmaci anti-TB più potenti (OMS, 2018)

"A questo si aggiunge il significativo carico globale di infezioni resistenti, acquisite in ospedale, i problemi emergenti di resistenza antivirale e i crescenti problemi di resistenza ai farmaci nelle malattie parassitarie trascurate delle popolazioni povere ed emarginate".

L'OMS ha ora elencato i superbatteri più minacciosi del mondo. Le infezioni resistenti agli antibiotici si vedono in tutto il mondo.

Esempi

Dato abbastanza tempo, e l'esposizione ripetuta all'antibiotico, una popolazione di batteri resistenti agli antibiotici emergerà. Questo porta a ciò che è noto come una corsa agli armamenti evolutivi, o co-evoluzione, in cui i batteri continuano a sviluppare ceppi che sono meno suscettibili agli antibiotici, mentre i ricercatori medici continuano a sviluppare nuovi antibiotici che possono ucciderli. Una situazione simile si verifica con la resistenza ai pesticidi nelle piante e negli insetti, e con la resistenza malarica al chinino.

Gonorrea

Un uomo nel Regno Unito ha preso il "peggior caso al mondo" di gonorrea, una malattia sessualmente trasmissibile. Il trattamento principale di antibiotici azitromicina e ceftriaxone non è riuscito a curare la malattia. Un'autorità ha detto: "Questa è la prima volta che un caso ha mostrato una resistenza di così alto livello a entrambi questi farmaci e alla maggior parte degli altri antibiotici comunemente usati".

Staphylococcus aureus resistente alla meticillina

Sono emersi nuovi ceppi di Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) che sono resistenti alla prossima generazione di farmaci.

Tubercolosi

La tubercolosi (TB) è una malattia infettiva causata da batteri. È causata da vari tipi di micobatteri, di solito il Mycobacterium tuberculosis. La malattia di solito attacca i polmoni, ma può colpire anche altre parti del corpo. L'agente patogeno può viaggiare attraverso l'aria e diffondersi da una persona all'altra. Gli esperti ritengono che un terzo della popolazione mondiale sia infettata dal M. tuberculosis. Le nuove infezioni si verificano al ritmo di una al secondo.

La TBC resistente ai farmaci è un serio problema di salute pubblica in molti paesi in via di sviluppo, poiché il suo trattamento è più lungo e richiede farmaci più costosi. La MDR-TB è definita come resistenza ai due farmaci di prima linea più efficaci contro la TBC: rifampicina e isoniazide. La TBC estensivamente resistente ai farmaci è anche resistente a tre o più delle sei classi di farmaci di seconda linea.

La TBC totalmente resistente ai farmaci è stata osservata per la prima volta nel 2003 in Italia, ma non è stata ampiamente segnalata fino al 2012. È resistente a tutti i farmaci attualmente utilizzati.

Malaria

Le infezioni da malaria non sono causate da batteri: sono causate da un parassita protozoo iniettato nel sangue da una zanzara. Sono normalmente trattate da una combinazione di due farmaci, artemether-lumefantrina. Ora quattro casi si sono verificati in Gran Bretagna dove i farmaci hanno fallito. I pazienti hanno preso la malattia in Africa. Un medico ha detto: "È un segno precoce e abbiamo bisogno di prenderlo abbastanza seriamente come può essere una palla di neve in qualcosa con un impatto maggiore".

Teixobactin

La teixobactina è un antibiotico scoperto nel 2015, il primo nuovo antibiotico scoperto da quarant'anni. Non è ancora autorizzato per uso generale. Funziona contro tutti i batteri gram-positivi come lo Staphylococcus aureus e contro alcuni altri batteri come il Mycobacterium tuberculosis.