«LE MULTIRESISTENZE ANTIBIOTICHE NEI NUOVI PERCORSI ASSISTENZIALI»

Antibiotici

Con il termine antibiotico si definiscono quelle sostanze capaci di impedire lo sviluppo di batteri o di determinarne la morte.

Gli antibiotici si distinguono pertanto in batteriostatici (cioè bloccano la riproduzione del batterio, impedendone la scissione) e battericidi (cioè uccidono direttamente il microrganismo).

Fonti principali per ottenere gli antibiotici

Microrganismi: (muffe o batteri) Per sintesi chimica: (prodotti in laboratorio) Semisintesi: in laboratorio, partendo da una struttura base ottenuta per estrazione (fermentazione) aggiungendo catene di sintesi.

Principio della tossicità selettiva di un antibiotico

E' la capacità degli antibiotici di risultare tossici esclusivamente nei confronti dei microrganismi e non nei confronti delle cellule eucariotiche.

L'uso di muffe e piante particolari nella cura delle infezioni era già noto in molte culture antiche (greca, egiziana, cinese) la cui efficacia era dovuta alle sostanze antibiotiche prodotte dalla specie vegetale o dalla muffa; non si aveva però la possibilità di distinguere la componente effettivamente attiva, né di isolarla.

Le ricerche moderne iniziarono con la scoperta casuale della penicillina nel 1928 da parte di Alexander Fleming. Oltre dieci anni dopo Ernst Chain e Howard Walter Florey riuscirono a ottenere gli antibiotici in forma pura. I tre per questo conseguirono il premio Nobel per la medicina nel 1945.

L’età d’oro dello sviluppo degli antibiotici è stato intorno alla metà del secolo scorso, quando numerose molecole entrarono sul mercato.

Da allora, il filone si è esaurito Da allora, il filone si è esaurito. La stragrande maggioranza degli antibiotici oggi a disposizione è stata sviluppata prima del 1968.

L’ultima classe di antibiotici scoperta risale agli anni ottanta, e l’ultimo prodotto commercializzato in Europa, nel 2012, è un antibiotico contro le polmoniti ospedaliere e le infezioni cutanee dovute ai temuti staphilococchi resistenti alla meticillina.

Oggi abbiamo a disposizione oltre 15 classi di antibiotici!!!

Classificazione secondo lo SPETTRO D'AZIONE

Lo spettro di azione, cioè la capacità di agire su un numero più o meno ampio di specie batteriche, varia da un farmaco all’altro.

Lo spettro d'azione di un antibiotico può essere: ampio la molecola è attiva verso batteri Gram positivi e negativi

medio la molecola è attiva verso batteri Gram positivi e verso taluni Gram negativi

Ristretto la molecola è attiva solamente verso batteri Gram positivi o solo verso Gram negativi

Schema razionale di un agente antimicrobico

Selezionare un target appropriato. Identificare la struttura chimica. Modificare il componente per favorirne la potenza. Valutare l’attività in vitro. Valutare l’attività in vivo e la tossicità. Trials clinici.

Classificazione degli antibiotici in base al tipo di attività antibatterica

della cellula batterica (MIC). Antibiotici ad attività battericida: capaci di uccidere la cellula batterica (MCB). Antibiotici ad attività batteriostatica: capaci di inibire la moltiplicazione della cellula batterica (MIC).

L'azione batteriostatica o battericida di un antibiotico dipendono dal meccanismo d'azione. Saranno battericidi gli antibiotici che agiscono su strutture fondamentali per la cellula batterica quali: la parete o gli acidi nucleici.

Se l’antibiotico è battericida i valori di MIC e MBC coincidono Se l’antibiotico è battericida i valori di MIC e MBC coincidono. Se l’antibiotico è batteriostatico i valori di MIC e MBC sono differenti (MBC>MIC)

MIC e MBC

Il metodo più corretto per determinare l’efficacia di un antibiotico nei confronti di un microrganismo consiste nello stabilire, per ogni farmaco antibatterico, la concentrazione minima inibente (MIC) e la concentrazione minima battericida (MBC).

MIC (Minimal Inhibitory Concentration): la concentrazione minima di antibiotico in grado di inibire la crescita batterica. MBC (Minimal Bactericidal Concentration): la più bassa concentrazione di antibiotico in grado di distruggere i batteri.

La Minimum Inhibitory Concentration (MIC) indica una inibizione della crescita e non che il batterio venga ucciso (sebbene in pratica una lunga inibizione della crescita conduca alla eliminazione del batterio attraverso le difese immunitarie dell’ospite.

La Minimum Bactericidal Concentration (MBC) è generalmente superiore (2-4 volte) la MIC. Dato che comporta la semina del brodo su agar, il test ha delle limitazioni per il tempo che si perde e i costi.

Classificazione degli antibiotici in base al meccanismo d’azione

Gli antibiotici hanno differenti meccanismi di azione Gli antibiotici hanno differenti meccanismi di azione. Alcuni uccidono i batteri causando la distruzione della loro parete cellulare: è il caso, per esempio di Penicilline, Carbapenemi, Cefalosporine.

Altri agiscono su componenti diversi dalla cellula batterica Altri agiscono su componenti diversi dalla cellula batterica. Altri ancora, come i chinoloni, interferiscono con la sintesi del materiale genetico dei microrganismi, di fatto impedendo loro di riprodursi, oppure con il metabolismo energetico.

Proprietà di un antibiotico

Selettività. Ampio spettro d’attività. Attività battericida. Non tossico per l’ospite. Emivita lunga nel plasma. Buona distribuzione nei tessuti. Basso legame con le proteine plasmatiche Somministrazione per via orale e parenterale. Nessuna interferenza con altri farmaci.

Caratteristiche ideali di un antibiotico

tossicità selettiva scarsa o nulla attività sulla flora commensale assenza di effetti collaterali locali e/o sistemici assenza di resistenze nella popolazione microbica

Cosa si intende per resistenza antibiotica?

Con questo termine si indica, in generale, il fenomeno per cui i batteri possono sopravvivere e moltiplicarsi in presenza di un farmaco antibatterico.

Dal punto di vista clinico, si parla di chemioresistenza quando i batteri patogeni non sono inibiti da un farmaco antibatterico nella sede d’infezione e il farmaco risulta di conseguenza inefficace.

I principali meccanismi biochimici di resistenza sono rappresentati da: Inattivazione del farmaco. Modificazione del bersaglio molecolare del farmaco. Impermeabilità al farmaco o efflusso attivo, che ne impediscono l’accesso al bersaglio molecolare.

Lo sviluppo della resistenza è un normale processo evolutivo Lo sviluppo della resistenza è un normale processo evolutivo. Già nel 1945, nel suo discorso alla cerimonia del Nobel, Fleming, scopritore della penicellina, aveva avvertito che i microrganismi avrebbero potuto sviluppare resistenza a questo farmaco.

Normalmente, in una colonia di microsensibili ad un certo farmaco, ne esistono alcuni che sono naturalmente resistenti: il fenomeno si chiama «insensibilità primaria».

Quando l'antibiotico distrugge i batteri sensibili, quelli insensibili al farmaco e che fino a quel momento si trovavano in uno stato "dormiente" cominciano a moltiplicarsi.

Oppure può succedere che una resistenza si sviluppi in seguito a mutazioni del materiale genetico del batterio, oppure allo scambio dei geni che conferiscono la resistenza tra batteri.

Pur essendo un fenomeno naturale, è accelerato e aggravato da un uso scorretto dei farmaci antibiotici.

Alcuni dei principali fattori che contribuiscono alla resistenza, sono la pratica di trattare gli animali da allevamento con basse dosi di antibiotici, per favorirne la crescita ed evitare le malattie negli ambienti sovraffollati degli allevamenti intensivi, e il trattamento con areosol di alberi da frutto.

La resistenza batterica può essere considerata come un fenomeno di ecologia globale!!!

Il trasferimento di geni batterici di resistenza si verifica in tutta la biosfera, specialmente in siti ricchi di nutrienti come sistemi acquatici, sedimenti, suoli, aree vicine a radici delle piante e nel liquame dei sistemi di trattamento dei rifiuti.

L’impiego di areosol antibiotici (pesticidi chimici) in orticoltura è stata vietata in Italia nel 1971, mentre la pratica a livello zootecnico è stata vietata in Europa dal 2006, anche se ancora oggi negli Stati Uniti l'80 per cento circa degli antibiotici viene impiegato con gli animali.  

Tra le pratiche considerate più dannose c'è l'abitudine di fare uso degli antibiotici anche per trattare infezioni virali, dove non hanno alcuna utilità!!!

Anche prendere i farmaci in modo diverso dalle prescrizioni, a dosi inferiori o per un tempo differente da quello raccomandato, si ritiene che possa contribuire a far sviluppare la resistenza.

Altra pratica che di recente è stata messa sotto accusa è l'abitudine in molti ospedali di prescrivere cicli di antibiotici a scopo preventivo.

Ruolo del laboratorio di microbiologia

Il laboratorio di microbiologia svolge un ruolo fondamentale per la gestione corretta degli antibiotici nelle strutture sanitarie. L’applicazione routinaria dei test di sensibilità (antibiogrammi) è di aiuto nell’identificare i livelli di sensibilità e resistenza a singoli antibiotici e nella scelta della terapia appropriata da parte dei medici.

I laboratori di microbiologia devono saggiare gli antibiotici raccomandati. Refertare solo quelli di prima scelta se l’isolato è sensibile; se è resistente, aggiungere l’antibiotico di seconda scelta. Ciò rende meno probabile la prescrizione dell’antibiotico di seconda scelta (solitamente a spettro più ampio, più tossico, più costoso).

Il ruolo cruciale del laboratorio di microbiologia include la notifica precoce e regolare degli isolamenti batterici resistenti al CCICA, per aiutare a controllare la diffusione di tali ceppi e fornire informazioni di ritorno ai clinici sull’uso degli antibiotici ed i relativi costi, così come il livello di resistenza nei loro reparti (spesso il mezzo migliore per modificare le abitudini prescrittive).

Antibiogramma

L'antibiogramma (spesso indicato come ABG) è un esame in vitro che permette di valutare se un batterio è sensibile a un determinato antibiotico.

Si può calcolare la resistenza (R) o la sensibilità (S) o, nel caso si parli di sensibilità media, (I) del microrganismo all'antibiotico.

Si tratta di un esame molto utile per determinare la terapia più adatta per determinati processi infettivi a partire da materiale biologico prelevato dal paziente (ad esempio urine, escreato o muco), dal momento che esso permette la scelta dell'antibiotico più adatto al caso analizzato.

L'antibiogramma è consigliato ogni volta che ci si deve sottoporre ad una terapia antibiotica. Questo strumento, infatti, evita l'insorgenza della resistenza agli antibiotici e permette l'uso di farmaci mirati in grado di promuovere l'eradicazione completa del ceppo batterico.

I metodi per eseguire l’antibiogramma son due: Metodo per diffusione Metodo per diluizione

Metodo per diffusione

Se sulla piastra utilizzata per il test si genera un alone bianco e trasparente (alone di inibizione) attorno al punto in cui viene seminato l'antibiotico, allora il microrganismo responsabile dell'infezione è sensibile ad esso.

Se, invece, le colonie del microrganismo continuano ad estendersi, ciò significa che esso è resistente all'antibiotico utilizzato.

Si divide la piastra in spicchi, uno per ciascun antibiotico, e si deposita al centro di ogni spicchio il dischetto imbevuto di antibiotico che si vuole testare con l’aiuto di una pinzetta sterile.

Si pongono le piastre in incubatore a 37°C per 18-24 ore Si pongono le piastre in incubatore a 37°C per 18-24 ore. Si misura il diametro degli aloni di inibizione per ogni antibiotico.

È un metodo semplice, rapido ed economico, valido per microrganismi aerobi a crescita rapida verso numerosi antibiotici. È il procedimento più comunemente usato in laboratorio, e permette di ottenere una valutazione della MIC.

Attualmente il test di diffusione su dischetto più utilizzato è il metodo di Kirby-Bauer, sviluppato agli inizi degli anni ’60.

Metodo per diluizione

Nei test di sensibilità mediante diluizione la sensibilità del microrganismo viene valutata in base alla sua crescita o meno in un terreno di coltura che può essere solido o liquido e/o contenente diverse concentrazioni dell'antibiotico.

Questo metodo consente di determinare accuratamente oltre alla MIC anche la MBC: (Minimal Bactericidal Concentration), ovvero la più bassa concentrazione di antibiotico in grado di distruggere la totalità dei batteri.

Il metodo è valido e preciso, ma purtroppo anche costoso e di lunga attuazione, per cui l'impiego è limitato a pochi casi: trattamenti di affezioni molto serie in cui sia necessario valutare la MBC per determinare il dosaggio dell'antibiotico (es. nelle endocarditi batteriche o osteomieliti); valutazione della sensibilità di microrganismi a lenta crescita (es. micobatteri e actinomiceti);

Nel test di diluizione in brodo di coltura si prepara una serie di provette contenenti diverse concentrazioni di antibiotico, e si inoculano quantità convenzionali dell’organismo da testare. La concentrazione più bassa di antibiotico che porta ad assenza di crescita dopo 16-20 ore di incubazione è la MIC.

E’ invece possibile calcolare la MBC se le provette che non presentano crescita sono sottoposte a subcultura in terreno fresco privo di antibiotico: la concentrazione più bassa di antibiotico alla quale il microrganismo non è in grado di crescere quando viene trasferito in terreno fresco equivale alla MBC.

Il metodo di diluizione su agar è molto simile al test di diluizione in brodo di coltura.

INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI

I valori standard di sensibilità variano per ciascun microrganismo e sono basati sulla concentrazione plasmatica di farmaco che può essere raggiunta senza la comparsa di effetti tossici.

Questi consentono di classificare il microrganismo in: "sensibile", quando l'antibiotico risulta efficace ai dosaggi comunemente raccomandati.

"intermedio", quando la crescita batterica è inibita solo al dosaggio massimo raccomandato.

"resistente", quando l'antibiotico dovrebbe essere utilizzato a dosaggi che risulterebbero tossici nell'organismo.

Uso di antibiotici

Terapia empirica Terapia specifica per il patogeno Profilassi

Terapia empirica La terapia empirica è il trattamento per una possibile o probabile infezione batterica prima che i risultati di laboratorio siano disponibili, o quando essi siano impossibili da ottenere.

Le scelte empiriche devono comunque essere sempre effettuate almeno sulla base dei risultati microscopici, senza il beneficio di dati colturali e di sensibilità.

Terapia specifica per il patogeno La terapia specifica per un patogeno è la terapia antibiotica guidata dai risultati delle indagini microbiologiche e scelta sulla base dei dati di sensibilità/resistenza.

Profilassi Profilassi indica l’uso di antibiotici per prevenire l’insorgenza di infezioni. Generalmente usata prima di interventi chirurgici, è rivolta ai microorganismi più verosimilmente causa di infezioni conseguenti alla procedura chirurgica.

La profilassi deve essere utilizzata per il più breve tempo possibile, e nel periodo temporale in cui l’antibiotico è più efficace.

Scelte appropriate dovrebbe essere indicate in linee guida e formulari locali.