Mecanisme de rezistență la antibiotice

Rezistența la antibiotice este capacitatea ereditară a bacteriilor de a crește în prezența unei concentrații de medicament care în mod normal le-ar inhiba. În ciuda diversității medicamentelor antibacteriene, bacteriile le înving printr-un repertoriu restrâns de strategii biochimice — inactivarea medicamentului, modificarea sau protejarea țintei sale, împiedicarea intrării medicamentului sau pomparea sa afară — care pot fi codificate pe cromozom sau dobândite de la alte bacterii.

Definition

Rezistența la antibiotice este capacitatea unei populații bacteriene de a supraviețui și de a se replica la concentrații de medicament care inhibă tulpinile susceptibile, realizată prin inactivare enzimatică a medicamentului, alterarea sau protecția țintei, permeabilitate redusă sau eflux activ, codificată prin mutație sau prin gene dobândite.

Scope

Intrarea organizează rezistența în mecanismele sale biochimice de bază și baza sa genetică, distingând rezistența intrinsecă de cea dobândită și explicând modul în care transferul orizontal de gene diseminează determinanții rezistenței. Este un subiect de referință și educațional despre cum funcționează rezistența; nu abordează managementul infecțiilor rezistente.

Core questions

• Care sunt cele patru mecanisme biochimice principale de rezistență?
• Cum diferă rezistența intrinsecă de rezistența dobândită?
• Cum se răspândesc elementele genetice mobile între bacterii?
• De ce se acumulează rezistența la multiple medicamente în unele populații bacteriene?

Key concepts

• Inactivarea enzimatică a medicamentului (de ex. beta-lactamaze, enzime care modifică aminoglicozidele)
• Modificarea țintei și protecția țintei
• Permeabilitate redusă (pierdere de porine)
• Pompe de eflux activ
• Rezistența intrinsecă versus cea dobândită
• Transfer orizontal de gene (plasmide, transposoni, integroni)
• Presiune de selecție și rezistență la multiple medicamente

Mechanisms

Rezistența operează prin patru strategii recurente. Prima, inactivarea enzimatică, prin care bacteriile produc enzime care modifică chimic sau distrug medicamentul — beta-lactamaze care hidrolizează inelul beta-lactamic fiind arhetipul (Bush & Bradford, 2016). A doua, modificarea sau protecția țintei, unde mutația, modificarea enzimatică a țintei (cum ar fi metilarea ARN-ului ribosomal) sau o proteină protectoare scade legarea medicamentului. A treia, reducerea captării, adesea prin pierderea sau alterarea porinelor membranei externe. A patra, efluxul activ, prin care pompele membranare expulzează medicamentul, frecvent cu un spectru larg de substrat care produce rezistență la multiple medicamente (Blair et al., 2015; Alekshun & Levy, 2007). Genetic, rezistența este fie intrinsecă (o proprietate inerentă a unei specii), fie dobândită prin mutație cromozomială sau prin transfer orizontal de gene; plasmidele, transposonii și integronii transportă și amestecă genele de rezistență între tulpini și specii, accelerând diseminarea (Partridge et al., 2018).

Clinical relevance

Mecanismele biochimice și genetice ale rezistenței explică de ce organismele specifice prezintă rezistență la medicamente specifice și cum se răspândește rezistența prin populații, ceea ce stă la baza supravegherii, controlului infecțiilor și managementului responsabil. Această intrare descrie acele mecanisme pentru orientare și studiu și nu oferă îndrumări privind tratamentul infecțiilor rezistente.

Epidemiology

Rezistența bacteriană la antimicrobiene este o cauză principală de deces la nivel mondial, asociată cu aproximativ 4,95 milioane de decese în 2019 și direct atribuibilă la aproximativ 1,27 milioane (Murray et al., 2022). Mobilitatea genelor de rezistență pe plasmide, transposoni și integroni permite determinanților să treacă între specii și să se asambleze în linii rezistente la multiple medicamente (Partridge et al., 2018).

History

Rezistența a fost recunoscută la scurt timp după intrarea în uz a primelor antibacteriene, iar activitatea beta-lactamazelor a fost descrisă chiar înainte de utilizarea pe scară largă a penicilinei în clinică. În deceniile următoare, descoperirea rezistenței purtate de plasmide și a integronilor și transposonilor a reconfigurat rezistența ca un atribut transferabil, ecologic mobil, mai degrabă decât o proprietate fixă a tulpinilor individuale (Alekshun & Levy, 2007; Partridge et al., 2018).

Key figures

• Stuart B. Levy
• Laura J. V. Piddock
• Julian Davies

Seminal works

• blair-2015
• alekshun-levy-2007
• partridge-2018

Frequently asked questions

Care sunt principalele mecanisme prin care bacteriile rezistă la antibiotice?

Patru strategii recurente: inactivarea medicamentului cu enzime, modificarea sau protejarea țintei medicamentului, reducerea intrării medicamentului în celulă și pomparea medicamentului afară prin eflux.

Cum se răspândește rezistența la antibiotice între bacterii?

În mare parte prin transfer orizontal de gene, în care genele de rezistență purtate pe elemente mobile, cum ar fi plasmidele, transposonii și integronii, se deplasează între bacterii, uneori între specii diferite.