Istoria antibioticelor

Timp de lectură 8 minute

Sursa foto: BBC Science Focus Magazine – How do antibiotics work? | BBC Science Focus Magazine

Utilizarea microbilor producători de antibiotice pentru a preveni bolile datează de milenii, cu mai bine de 2000 de ani în urmă fiind folosite cataplasme tradiționale din pâine mucegăită pentru tratarea rănilor deschise. Cu toate acestea, până în secolul 20, infecțiile pe care acum le considerăm simplu de tratat – cum ar fi pneumonia și diareea – care sunt cauzate de bacterii, reprezentau principala cauză de deces, chiar și în țările dezvoltate.

Prin urmare, introducerea antibioticelor în uzul clinic a fost, fără îndoială, cea mai mare descoperire medicală a secolului 20. În puțin peste 100 de ani, antibioticele au schimbat radical medicina modernă și au prelungit durata medie de viață a oamenilor cu peste 20 de ani.

Descoperirea penicilinei, în 1928, de către Fleming (după apariția primului antibiotic – salvarsan – în 1910) a dat startul epocii de aur a descoperirii antibioticelor, care a atins apogeul în anii 1950.

Pentru crearea salvarsanului, Paul Ehrlich, un medic german, a observat că anumiți compuși chimici colorau doar anumite celule bacteriene. El a concluzionat că, în conformitate cu acest principiu, trebuie să fie posibilă crearea unor substanțe care să ucidă anumite bacterii în mod selectiv, fără a afecta alte celule. În 1909, Ehrlich a descoperit că o substanță chimică numită arsfenamină (cu denumirea comercială salvarsan) era un tratament eficient pentru sifilis. Aceasta a devenit primul antibiotic modern, deși Ehrlich însuși s-a referit la descoperirea sa ca la o „chimioterapie” – utilizarea unei substanțe chimice pentru a trata o boală. Cuvântul „antibiotice” a fost folosit pentru prima dată 30 de ani mai târziu de către inventatorul și microbiologul american de origine ucraineană Selman Waksman, care, în timpul vieții sale, a descoperit peste 20 de antibiotice.

Antibioza (inhibarea reproducerii unui micro-organism prin asocierea unui germen antagonist, ca, de exemplu, relația dintre antibiotice și bacterii) a fost descrisă cu mult înainte de descoperirea penicilinei, inclusiv de către Louis Pasteur. Se poate spune că prima utilizare clinică a unui antibiotic a fost raportată în anii 1890, când Emmerich și Löw au folosit un extract de Pseudomonas aeruginosa (bacilul piocianic) pentru a trata sute de pacienți, iar acest extract, numit piocianază, a fost folosit până în anii 1910.

Un nume care a făcut istorie este cel al lui Alexander Fleming, descoperitorul penicilinei. La întoarcerea dintr-o vacanță în Suffolk, în 1928, a observat că o ciupercă, Penicillium notatum, contaminase o placă de cultură de bacterii Staphylococcus pe care o lăsase descoperită din greșeală. Ciuperca crease zone fără bacterii acolo unde crescuse pe placă. Fleming a izolat și a crescut mucegaiul în cultură pură. El a descoperit că P. notatum s-a dovedit extrem de eficient chiar și la concentrații foarte mici, împiedicând dezvoltarea stafilococului, chiar și atunci când era diluat de 800 de ori, și că era mai puțin toxic decât dezinfectanții utilizați la acea vreme.

După primele încercări în tratarea rănilor umane, colaborarea cu companiile farmaceutice britanice a făcut posibilă producția în masă a penicilinei (antibioticul chimic produs de P. notatum). În urma unui incendiu din Boston, Massachusetts, SUA, în care au murit aproape 500 de persoane, mulți supraviețuitori au primit grefe de piele, susceptibile de a fi infectate de Staphylococcus. Tratamentul cu penicilină a avut un succes enorm, iar guvernul SUA a început să sprijine producția în masă a medicamentului. Până la Ziua Z, în 1944, penicilina a fost folosită pe scară largă pentru tratarea infecțiilor din trupe, atât pe teren, cât și în spitalele din Europa. Până la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, penicilina a fost supranumită „medicamentul minune” și a salvat multe vieți.

Descoperirile penicilinei, tirocidinei și numeroasele rapoarte privind producerea de compuși anti microbieni de către microorganisme l-au determinat pe Selman Waksman să înceapă, la sfârșitul anilor 1930, un studiu sistematic al microbilor ca producători de compuși anti microbieni. Waksman a definit un antibiotic ca fiind „un compus produs de un microb pentru a distruge alți microbi”. Waksman a descoperit numeroase antibiotice produse de actinomicetele care trăiesc în sol, inclusiv neomicina și streptomicina, primul agent activ împotriva tuberculozei.

Munca lui Waksman a inițiat Epoca de Aur a descoperirii antibioticelor, din anii 1940 până în anii 1960.

Cele mai multe dintre aceste antibiotice sunt încă utilizate clinic, dar eficacitatea lor a fost erodată de creșterea rezistenței anti microbiene. Aceasta apare atunci când bacteriile, virușii, ciupercile și paraziții se modifică în timp și nu mai răspund la medicamente, ceea ce face ca infecțiile să fie mai greu de tratat și crește riscul de răspândire a bolii, de îmbolnăvire gravă și de deces.

Care este mecanismul care stă la baza rezistenței anti microbiene? Pentru a răspunde la această întrebare, să vedem mai întâi cum funcționează antibioticele. Multe clase de antibiotice (inclusiv cefalosporinele și penicilinele) funcționează deoarece se leagă puternic de mașinăria bacteriană, blocându-i funcționarea normală. Alte clase de antibiotice împiedică bacteria să își mute substanțele chimice din peretele celular în exterior. O altă țintă importantă este ribozomul, acea combinație complexă de molecule care asamblează proteinele (mașinile de lucru ale celulei) din ADN. Medicamentele antibiotice precum tetraciclina, eritromicina, streptomicina și neomicina se leagă de ribozomii bacterieni, blocându-i, astfel încât proteinele nu pot fi fabricate. Bacteria încetează în cele din urmă să mai funcționeze. Desigur, există multe alte mecanisme antibiotice.

Pe de altă parte, sunt două modalități principale prin care bacteriile pot rezista la efectele unui antibiotic:

Împiedicarea antibioticului de a ajunge la ținta sa prin una dintre următoarele modalități:
Pomparea antibioticului în afara celulei bacteriene (bacteriile pot produce pompe care se află în membrana lor sau în peretele celular).
Scăderea permeabilității membranei care înconjoară celula bacteriană. În acest fel, o cantitate mai mică de antibiotic ajunge în bacterie.
Distrugerea antibioticului. Există enzime bacteriene care pot inactiva antibioticele. Un exemplu este β-lactamaza care distruge componenta activă a penicilinelor, antibiotice extrem de importante pentru tratarea infecțiilor. În ultimii ani, bacteriile care produc β-lactamaze cu spectru extins au devenit o problemă majoră.
Modificarea antibioticului. Bacteriile pot produce uneori enzime capabile să adauge diferite grupe chimice compoziției antibioticelor, ceea ce nu mai permite antibioticelor să se lege de ținta lor din celula bacteriană și modifică sau ocolesc ținta antibioticului.
Camuflarea țintei:
Modificările în compoziția sau structura țintei din celula bacteriană (rezultate din mutații în ADN-ul bacterian) pot împiedica antibioticul să interacționeze cu ținta. Alternativ, bacteria poate adăuga diferite grupe chimice la structura țintei, în acest fel protejând-o de antibiotic.
Producerea de proteine alternative care pot fi utilizate în locul celor inhibate de antibiotic.
Reprogramarea țintei. Uneori, bacteriile pot produce o variantă diferită a unei structuri de care au nevoie, ca, de exemplu, un perete celular diferit.

De asemenea, important de știut că unele bacterii sunt în mod natural rezistente la anumite antibiotice, fenomen care se numește rezistență intrinsecă. Imaginați-vă, de exemplu, un antibiotic care distruge peretele celular al bacteriei.

Atunci când o bacterie care a fost anterior sensibilă la un antibiotic dezvoltă rezistență, aceasta se numește rezistență dobândită.

OMS a declarat perioada 18-24 noiembrie drept Săptămâna mondială de conștientizare a substanțelor anti microbiene, extinzând în mod deliberat scopul pentru a include toate anti microbienele, nu numai antibioticele, ci și antifungicele, antiparazitarele și antiviralele.

Desfășurată anual începând din 2015, Săptămâna mondială de conștientizare a substanțelor anti microbiene este o campanie globală care are ca scop încurajarea celor mai bune practici în rândul publicului larg, al lucrătorilor din domeniul sănătății și al factorilor de decizie politică pentru a încetini dezvoltarea și răspândirea infecțiilor rezistente la medicamente. Sloganul general începând cu 2020 este: „Anti microbiene: Manipulați cu grijă”.

Un alt motiv pentru care profesioniștii din domeniul medical ne îndeamnă să tratăm cu grijă antibioticele este acela că ele pot perturba echilibrul microbiomului intestinal, ceea ce poate duce la supraproducția sau subproducția anumitor substanțe chimice despre care experții consideră că sunt importante pentru reglarea sistemului imunitar. Acest dezechilibru poate contribui chiar și la dezvoltarea unor tipuri de cancer.

Astfel, cercetătorii din Marea Britanie au realizat recent un studiu de amploare, care a analizat date de la aproape 40.000 de persoane. Aceștia au identificat o legătură între utilizarea antibioticelor și riscul de a dezvolta cancer de colon înainte de vârsta de 50 de ani. Această legătură a fost mai puternică la persoanele mai tinere. Rezultatele studiului au fost publicate în British Journal of Cancer. Autorul principal, Dr. Leslie Samuel, care lucrează la Universitatea din Aberdeen, Scoția, a explicat situația pentru Medical News Today: „A existat o creștere substanțială a consumului de antibiotice de către copiii din întreaga lume și este probabil ca acesta să fie un factor – poate un factor minor – în incidența crescută și, din păcate, în creștere, atât a cancerului de colon, cât și a cancerului rectal la tineri. Alți factori care sunt, de asemenea, probabil legați de creșterea cazurilor de cancere la tineri, includ și dietele cu alimente rafinate bogate în zahăr, obezitatea, inactivitatea fizică și diabetul„.

Subiectul ar trebui să ne intereseze în cel mai înalt grad în România cu atât mai mult cu cât un recent studiu al Centrului European pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (citat de G4Media.ro) situează țara noastră pe primul loc în Europa la consumul de antibiotice, cu peste 25 de doze administrate zilnic la 1000 de locuitori.

Mirela Mustață, Redactor executiv E-asistent

Surse de documentare:

Timp de lectură 8 minute

Arhive

Recomandări

Link-uri utile