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).
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.
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.
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.
Notă autor:
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”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!
Cookie-urile ne ajută să vă îmbunătățim experiența pe site-ul nostru. Prin continuarea navigării pe site-ul www.viata-medicala.ro, veți accepta implicit folosirea de cookie-uri pe parcursul vizitei dumneavoastră.