Autentificare

Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta

Căutare:

Căutare:

Acasă

Evoluția rezistenței bacteriilor la antibiotice

Viața Medicală
Dr. Aurel F. MARIN vineri, 16 septembrie 2016
    Se vorbește tot mai mult și tot mai tare despre rezistența la antibiotice, iar scenariul apocaliptic al bacteriilor care nu mai sunt sensibile la niciun medicament pare să nu fie departe de a se împlini. De altfel, în SUA, au fost deja publicate rapoarte ale unor pacienți depistați cu tulpini bacteriene rezistente inclusiv la antibioticele de ultimă intenție. În absența unor măsuri coordonate – care să restricționeze utilizarea corectă a antibioticelor și numai acolo unde chiar este nevoie de ele și care să stimuleze crearea unor medicamente noi, de rezervă, față de care nu există încă rezistență bacteriană – sunt voci care avertizează asupra riscului de a ne întoarce la mortalitatea uriașă din era preantibiotică.
    În vreme ce măsurile de practică medicală, politicile de sănătate publică, dar și reglementările care vizează utilizarea antibioticelor în alte scopuri decât cele medicale (în agronomie, de pildă) trebuie adoptate urgent și puse în practică imediat, pentru a limita fenomenul rezistenței microbiene, sunt încă multe lucruri care trebuie elucidate. Știm, de pildă, că administrarea unor doze incorecte sau întreruperea tratamentului înainte de perioada minimă recomandată sunt asociate cu apariția tulpinilor rezistente la antibiotice, dar fenomenul nu este suficient de bine elucidat.
    Un studiu1 publicat astăzi (9 septembrie) în revista Science aduce însă o serie de informații valoroase asupra felului în care bacteriile răspund la presiunea antibioticelor din mediu. Cercetarea, realizată de un grup de la Harvard și de la Technion (Haifa) s-a desfășurat în laborator, dar a folosit mijloace neconvenționale. În locul obișnuitelor plăci Petri, pentru culturile bacteriene s-a utilizat placa MEGA (microbial evolution and growth arena), un vas acrilic dreptunghiular, cu dimensiunile de 60 x 120 cm (fig. 1). Spre deosebire de vasele mici de cultură, acesta permite delimitarea unor zone cu gradiente diferite de concentrație a antibioticului și, implicit, facilitează observarea modului în care bacteriile răspund la presiunea din mediu (a medicamentului și a altor tulpini bacteriene).
Fig.1 – Experiment pe o placă MEGA, în urma căruia, după douăsprezece zile, bacteriile au dobândit o rezistență la antibiotic de o mie de ori mai mare decât la începutul experimentului
© Harvard Medical School
 
    Experimentul principal a constat în trasarea unor benzi egale, pe latura scurtă a vasului, simetric de o parte și de alta, astfel: în exterior, o bandă cu mediu de cultură (agar) fără antibiotic; apoi, o bandă cu antibiotic în concentrație triplă față de cea minimă inhibitorie (MIC) pentru trimetoprim, respectiv 20 x MIC pentru ciprofloxacin; apoi, concentrații mai mari cu câte un ordin de mărime (30x, 300x și 3.000x, respectiv 200x, 2.000x și 20.000x). Regiunile fără antibiotic au fost apoi inoculate cu Escherichia coli și cercetătorii au urmărit ce se întâmplă mai departe. Bacteriile s-au înmulțit și au ocupat rapid întreaga bandă, fără a putea migra în banda următoare. Pe măsură ce au apărut mutanți rezistenți însă, noile tulpini au migrat și au ocupat și banda cu antibiotic. Interesant este că au apărut tulpini mutante diferite, care au intrat în competiție pentru ocuparea benzii respective, unele variante blocând pur și simplu extinderea celorlalte. Mai departe, la limita cu banda în care concentrația antibioticului era de zece ori mai mare, întinderea s-a oprit până la apariția de mutații secundare și procesul s-a repetat. În final, bacteriile au ajuns să ocupe și banda cu concentrația maximă de antibiotic, tulpinile respective având totodată o rezistență marcată la antibiotic (o creștere cu 104 pentru trimetoprim și cu 105 pentru ciprofloxacin, față de MIC inițială). Timpul în care s-a produs adaptarea tulpinilor bacteriene la antibiotic a fost de zece zile pentru trimetoprim (fig. 2), respectiv de douăsprezece zile pentru ciprofloxacin (fig. 3).
    Experimentul nu s-a oprit aici. Pentru a verifica felul în care rezistența la antibiotic este dependentă de concentrația medicamentului, o variantă testată a pus bacteriile direct în vecinătatea unei zone cu concentrație foarte înaltă, iar alta a omis câteva din etapele intermediare. Bacteriile nu s-au putut adapta direct la concentrațiile mari și au apărut mutante cu rezistență parțială abia după difuzia antibioticului în mediul vecin. Și acolo unde au existat etape intermediare dar cu praguri ridicate, au fost necesare mai multe mutații, apărute de regulă în urma difuziei în mediu a antibioticului.
Fig. 2 – Evoluția bacteriană pe o placă MEGA cu trimetoprim
© Baym et al.
 
    Din punct de vedere genetic, mutațiile care au crescut rezistența la antibiotice s-au însoțit de scăderea creșterii, care a fost ulterior recâștigată prin mutații adiționale compensatorii. O observație interesantă a fost că dobândirea unei mutații care a crescut rezistența la antibiotic a făcut ca unele din noile tulpini să fie apoi „sufocate“ de bacteriile nemutante, care și-au păstrat viteza de creștere. Transferate însă la linia „frontului“, bacteriile cu mutații s-au dezvoltat și au ocupat banda cu concentrații superioare ale antibioticului. Această observație este importantă și pentru că, în condiții normale, competiția bacteriană este principala armă antibacteriană. Studiile care se concentrează asupra microbiotei intestinale au dovedit că este necesară dezechilibrarea ecosistemului și distrugerea tulpinilor saprofite pentru ca bacteriile patogene să devină o amenințare pentru organism.
Fig. 3 – Evoluția bacteriană pe o placă MEGA cu ciprofloxacin
© Baym et al.
 
    Editorialul2 din Science care comentează rezultatele obținute cu placa MEGA începe prin a evidenția principala demonstrație pe care studiul americano-israelian a reușit-o: aceea a evoluției speciilor. Practic, placa MEGA a confirmat dincolo de orice dubiu teoria darwinistă a evoluției speciilor și promite să devină un instrument pentru a studia evoluția bacteriană în timp și spațiu. În plus, adaptarea diferitelor modele bacteriene și medicamentoase pentru a genera date pe plăci MEGA va crește înțelegerea noastră asupra fenomenului apariției și evoluției rezistenței bacteriene.

 

 
1. Baym M et al. Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes. Science. 2016 Sep 9;353(6304):1147-51

2. McNally L, Brown SP. Visualizing evolution as it happens. Science. 2016 Sep 9;353(6304):1096-7

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
Avem două tipuri de abonamente anuale:
• Tipărit + digital – 200 de lei
• Digital – 129 lei

Prețul include TVA și taxele poștale de expediere a ziarului.
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
• Colegiul Medicilor Dentiști din România – 5 ore de EMC
• Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
• OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
• OAMGMAMR – 5 ore de EMC