Domanda:
Cosa causa lo sviluppo di ceppi di batteri resistenti agli antibiotici?
harpalss
2012-01-07 08:41:04 UTC
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Mi rendo conto che i batteri sono diventati resistenti agli antibiotici a causa delle pressioni selettive, ma in che modo i batteri resistenti elaborano gli antibiotici quando esposti ad essi, rispetto ai batteri non resistenti. Inoltre, quali ricerche vengono condotte per combattere i batteri resistenti agli antibiotici?

Ho suggerito una modifica per il titolo, quello originale sembra che tutti i batteri siano resistenti agli antibiotici.
Domande simili potrebbero essere fatte per la resistenza di insetti, "erbacce", funghi ...
@J.M. + anche il cancro
Quattro risposte:
#1
+21
jp89
2012-01-07 10:03:13 UTC
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I batteri di solito acquisiscono meccanismi di resistenza attraverso il trasferimento genico orizzontale (come la coniugazione e l'infezione fagica). I quattro meccanismi principali in cui i batteri sfuggono agli antibiotici sono:

  1. Inattivazione di farmaci : ad esempio, E. coli può produrre beta-lattamasi che inattivano molti antibiotici a base di lattame come penicillina.
  2. Alterazione del sito target : mutazioni nei geni che codificano per i siti target possono ridurre l'affinità di legame del farmaco. Esempio: mutazioni casuali nella DNA girasi e nella topoisomerasi IV riducono l'affinità di legame al fluorochinolone.
  3. Alterazione delle vie metaboliche : molti farmaci prendono di mira alcune parti delle vie metaboliche inattivando gli enzimi o sequestrando i substrati. I batteri possono utilizzare percorsi metabolici alternativi o trovare modi per assorbire i nutrienti necessari dall'ambiente.
  4. Ridotto accumulo di farmaci : causato dalla ridotta permeabilità ai farmaci o dalla capacità dei batteri di trasportare farmaci fuori dalla cellula (ad esempio, tetA codifica per un trasportatore di efflusso di tetraciclina). Possono acquisire queste capacità attraverso la coniugazione, l'infezione fagica (trasduzione) o l'assorbimento del DNA ambientale (trasformazione).

Wikipedia ha un articolo piuttosto ampio e completo sulla resistenza agli antibiotici. C'è anche un buon elenco di riferimenti. http://en.wikipedia.org/wiki/Antibiotic_resistance

#2
+13
Fomite
2012-01-08 04:05:31 UTC
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Inoltre, quali ricerche vengono condotte per combattere i batteri resistenti agli antibiotici?

Hai ottenuto delle risposte decenti su come si manifesta la resistenza agli antibiotici, quindi ho pensato di toccalo un po '. Ci sono tre principali spinte alla ricerca anti-resistenza:

  1. Trovare nuovi obiettivi e meccanismi. In sostanza, la creazione di nuovi antibiotici che sono abbastanza leggermente diversi da scivolare oltre i meccanismi di resistenza esistenti (di solito attaccando un gruppo laterale più elaborato a un antibiotico esistente) o una classe completamente nuova che prende di mira un meccanismo diverso per distruggere i batteri. Questo è essenzialmente un compito di sviluppo di farmaci ed è difficile.
  2. Gestione antimicrobica. Questa è in gran parte una ricerca clinica che esamina come utilizziamo gli antibiotici esistenti. Possiamo modificare la durata / implementazione / ecc. di un ciclo di antibiotici per ridurre al minimo la possibilità di resistenza. Possiamo ridurre al minimo il numero di volte in cui utilizziamo antibiotici in modo inappropriato, provocando resistenza senza alcun vantaggio per il paziente?
  3. Tecniche antimicrobiche alternative. Possiamo usare tecniche non antibiotiche per prevenire le infezioni batteriche in primo luogo o trattarle quando si verificano? Superfici antimicrobiche, come superfici impregnate di rame o argento, migliore pulizia delle superfici, ecc.
Un altro per la gestione antimicrobica: è piuttosto interessante che alcuni degli antibiotici utilizzati negli animali abbiano qualche somiglianza con gli antibiotici utilizzati negli esseri umani. Si teme che i patogeni animali che acquisiscono resistenza agli antibiotici alimentari possano trasmettere i propri fattori di resistenza a patogeni umani che non hanno avuto il tempo di sviluppare i propri fattori di resistenza. Un esempio casuale che ho è la quinupristina / dalfopristina (uno degli antibiotici provati quando la vancomicina non può tagliarla), che ha una somiglianza strutturale con le virginiamicine nei mangimi animali ...
#3
+12
mgkrebbs
2012-01-07 10:23:12 UTC
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La domanda principale a cui hai risposto tu stesso: i batteri diventano resistenti a causa della pressione selettiva causata dall'efficace soppressione da parte dell'antibiotico dei batteri non resistenti originali. Le varianti che resistono alla soppressione vengono selezionate come conseguenza naturale.

In che modo i batteri resistenti trattano gli antibiotici? Dipende dai dettagli del particolare antibiotico e forse dal tipo di resistenza.

Prendi il caso della penicillina e degli antibiotici correlati, come l ' amoxicillina. Questi antibiotici agiscono inibendo la formazione di uno strato della parete cellulare essenziale per molti tipi di batteri. Ciò impedisce la moltiplicazione dei batteri e contribuisce alla loro distruzione. Wikipedia fornisce alcuni dettagli sull'azione di questi antibiotici β-lattamici.

La resistenza batterica a farmaci come la penicillina di solito assume la forma dei batteri che producono un enzima (chiamato β-lattamasi) che rompe un anello nella molecola del farmaco, disabilitandolo e quindi rimuovendo il suo effetto sulla sintesi della parete cellulare .

Questa resistenza è diventata comune a causa dell'uso diffuso di farmaci simili alla penicillina e del trasferimento del suo gene tra le specie di batteri come da plasmidi.

I ricercatori sono riusciti negli anni '70 a scoprire e sviluppare un'arma ausiliaria in questa guerra. Questo era l ' acido clavulanico, che ha una struttura in parte simile alle penicilline e come queste viene attaccato dall'enzima batterico β-lattamasi. A differenza delle peniciline, però, forma un legame permanente con la molecola dell'enzima, disabilitandone l'attività. Ciò ha portato a farmaci attualmente efficaci come Augmentin che includono nella stessa pillola sia l'amoxicillina che il suo protettore, l'acido clavulanico.

L'altra strada intrapresa, ovviamente, è stata quella di trovare β-lattamici che non vengono degradati dagli enzimi che agiscono sulle penicilline e sulle cefalosporine. Due di queste classi di β-lattamici sono i carbapenemi (ad es. Imipenem, meropenem) e i monobattamici (ad es. Aztreonam, tigemonam)
@J.M. e il percorso intrapreso dai batteri è quello di evolversi / selezionare le beta-lattamasi che hanno attività contro i carbapenemi, come alcuni degli enzimi di classe D meno diffusi (attualmente), garantendo così una continua fonte di finanziamento per il nostro laboratorio.
@Nick: Giusto. La guerra non finisce mai davvero, no? :(
@J.M. stai sfuggendo a come definirla una "guerra" sia un po 'una bugia; mi ricorda [un ragazzo su TotN che parla della "guerra al cancro"] (http://www.npr.org/2011/12/23/144190091/the-war-on-cancer-turns-40)
@Nick, certo, ma devi ammettere che affrontare le malattie infettive è stato trattato come una "guerra" negli ultimi decenni, con l'escalation di antibiotici "migliorati". Avremmo dovuto usare glicopeptidi come la vancomicina se i β-lattamici fossero sufficienti a trattenere i batteri?
#4
  0
Richard Stanzak
2016-07-10 00:54:17 UTC
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La maggior parte della resistenza viene acquisita mediante trasferimento orizzontale con vari mezzi

La coniugazione è il trasferimento sessuale

La trasduzione è il trasferimento da parte di virus che si integrano nel genoma, quindi quando vengono attivati, trasportano bit del genoma attaccati al proprio a un nuovo ospite

La trasformazione è l'assorbimento del DNA plasmidico nudo in un nuovo ospite

La trasfezione è simile alla trasduzione ed è mediata da virus

E ovviamente hai acquisito il risultato di mutazioni puntiformi che alterano la capacità delle cellule di essere danneggiate da un agente, semplici cambiamenti come il cambiamento della membrana cellulare o dei siti recettoriali

grazie per la tua risposta e gli sforzi nella comunità ... apprezziamo sempre i riferimenti per eseguire il backup delle informazioni indicate nelle risposte e nelle domande ... potresti aggiungere alcuni link per aiutare gli altri a seguire la tua risposta (ne conosco alcuni questa potrebbe essere una conoscenza comune per te, ma le citazioni e altre fonti, anche le pagine web, sono meglio di niente). Inoltre, potresti voler controllare il sito della guida su "come scrivere una buona risposta" http://biology.stackexchange.com/help/how-to-answer


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