L’incombente minaccia della resistenza antimicrobica (AMR) nel mezzo della pandemia: una panoramica completa

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Mentre il mondo è alle prese con la continua ripresa dalla recente pandemia di COVID-19, è sorto un nuovo pericolo, che minaccia la salute umana, la sicurezza alimentare e lo sviluppo economico: la resistenza antimicrobica (AMR) .

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), gli agenti patogeni multiresistenti, spesso definiti superbatteri, rappresentano una minaccia grave e globale per la salute.

Si stima che entro il 2050 la resistenza antimicrobica potrebbe portare a un allarmante bilancio annuale delle vittime di circa 10 milioni di persone. Questo articolo approfondisce il poliedrico ambito della resistenza antimicrobica, esplorandone le origini, le implicazioni e le potenziali soluzioni.

Comprendere la resistenza antimicrobica

La resistenza antimicrobica (AMR) è un problema sanitario globale complesso e urgente che minaccia l’efficacia degli antibiotici e di altri agenti antimicrobici. Rappresenta una sfida significativa per la salute pubblica, la medicina e l’agricoltura. In questo articolo dettagliato, approfondiremo ogni componente della resistenza antimicrobica, esplorandone la definizione, le cause, le conseguenze, i meccanismi e le potenziali soluzioni.

Definizione

La resistenza antimicrobica (AMR) si riferisce alla capacità di microrganismi, come batteri, virus, funghi e parassiti, di sviluppare resistenza ai farmaci o ai farmaci utilizzati per trattare le infezioni da essi causate. Questi farmaci, comunemente noti come antibiotici, antivirali, antifungini e antiparassitari, sono fondamentali nella medicina moderna per prevenire e curare le infezioni.

Cause della resistenza antimicrobica

Uso eccessivo e improprio degli antimicrobici

Una delle cause principali della resistenza antimicrobica è l’uso eccessivo e improprio di agenti antimicrobici. Ciò si verifica quando gli antibiotici vengono prescritti quando non sono necessari, assunti in modo errato o utilizzati in modo inappropriato in agricoltura per promuovere la crescita degli animali.

Controllo inadeguato delle infezioni

Misure inadeguate di controllo delle infezioni nelle strutture sanitarie possono facilitare la diffusione di microrganismi resistenti. Scarse condizioni igienico-sanitarie, igiene inadeguata delle mani e pratiche di sterilizzazione inadeguate contribuiscono alla comparsa e alla diffusione della resistenza antimicrobica.

Globalizzazione e viaggi

Il movimento di persone, animali e merci attraverso i confini ha accelerato la diffusione globale di agenti patogeni resistenti. I batteri resistenti possono essere trasportati dai viaggiatori e trasmessi a nuove regioni, rendendo il contenimento difficile.

Scarso accesso all’assistenza sanitaria

L’accesso limitato all’assistenza sanitaria, soprattutto nei paesi a basso reddito, può esacerbare la resistenza antimicrobica. I pazienti in tali aree potrebbero non ricevere diagnosi adeguate o cure adeguate, il che porta all’uso non necessario di antibiotici.

Uso agricolo

L’uso di antibiotici in agricoltura, in particolare per promuovere la crescita e prevenire le malattie nel bestiame, contribuisce allo sviluppo della resistenza. I batteri resistenti possono entrare nella catena alimentare e rappresentare una minaccia per la salute umana.

Conseguenze della resistenza antimicrobica

Fallimenti terapeutici

Una delle conseguenze più immediate della resistenza antimicrobica è il fallimento dei trattamenti antimicrobici. Le infezioni che una volta erano facilmente curabili possono diventare pericolose per la vita, portando ad un aumento della morbilità e della mortalità.

Malattia prolungata

I pazienti con infezioni resistenti ai farmaci spesso vanno incontro a malattie prolungate, che possono comportare un aumento dei costi sanitari, una diminuzione della produttività e una riduzione della qualità della vita.

Aumento dei costi sanitari

La resistenza antimicrobica impone un notevole onere economico ai sistemi sanitari a causa della necessità di trattamenti più costosi ed estesi, dell’aumento dei ricoveri ospedalieri e di ulteriori test di laboratorio.

Opzioni terapeutiche limitate

Poiché la resistenza continua a svilupparsi, il pool di antibiotici e antimicrobici efficaci diminuisce. Ciò limita le opzioni terapeutiche per le infezioni comuni e aumenta la dipendenza dagli antibiotici di ultima istanza.

Meccanismi della resistenza antimicrobica

Mutazione genetica

I microrganismi possono acquisire resistenza attraverso mutazioni genetiche che li rendono meno suscettibili all’azione dei farmaci antimicrobici. Queste mutazioni spesso si verificano naturalmente ma possono essere accelerate dalla pressione selettiva.

Trasferimento genico orizzontale

Il trasferimento genico orizzontale consente il trasferimento di geni resistenti tra diverse specie di microrganismi. Ciò può avvenire attraverso meccanismi come coniugazione, trasformazione e trasduzione.

Formazione di biofilm

I biofilm, che sono comunità di microrganismi racchiusi in una matrice protettiva, possono resistere al trattamento antimicrobico proteggendo fisicamente gli agenti patogeni dai farmaci.

Lotta alla resistenza antimicrobica

Programmi di gestione

I programmi di gestione antimicrobica promuovono l’uso responsabile e giudizioso degli agenti antimicrobici nelle strutture sanitarie. Questi programmi includono linee guida per la prescrizione di antibiotici, il monitoraggio dei modelli di resistenza e la formazione degli operatori sanitari.

Sviluppo di nuovi farmaci

Investire nella ricerca e nello sviluppo di nuovi farmaci antimicrobici è fondamentale per combattere la resistenza antimicrobica. Tuttavia, questo processo è impegnativo a causa degli elevati costi di sviluppo e dell’emergere di resistenze ai nuovi farmaci.

Prevenzione e controllo delle infezioni

Il miglioramento delle misure di prevenzione e controllo delle infezioni, come l’igiene delle mani, la sterilizzazione e la sorveglianza, può ridurre la diffusione di agenti patogeni resistenti nelle strutture sanitarie.

Collaborazione globale

Affrontare la resistenza antimicrobica richiede la collaborazione internazionale. Iniziative, politiche e accordi globali sono essenziali per combattere la diffusione di microrganismi resistenti su scala globale.

Consapevolezza pubblica

Educare il pubblico sull’uso responsabile degli antimicrobici e sulle conseguenze della resistenza antimicrobica è fondamentale per ridurne l’uso eccessivo e improprio.

La crescente minaccia dei superbatteri

Negli ultimi decenni, vari agenti infettivi, tra cui virus, batteri, funghi e parassiti, hanno sviluppato livelli allarmanti di resistenza, causando un aumento dei tassi di morbilità e mortalità. Questi formidabili superbatteri sono classificati in gruppi prioritari dall’OMS, evidenziando l’urgenza di affrontare la resistenza antimicrobica.

  • I patogeni di priorità 1 includono Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteriaceae e batteri produttori di beta-lattamasi a spettro esteso.
  • I patogeni con priorità 2 comprendono Neisseria gonorrhoeae, Enterococcus faecium, Salmonella non tifoidea, Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori e Campylobacter spp.
  • I patogeni con priorità 3 sono costituiti da Haemophilus influenzae, specie Shigella e Streptococcus pneumoniae. Inoltre, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli e Mycobacterium tuberculosis mostrano tassi di resistenza allarmanti.

Le infezioni fungine, tradizionalmente trattate con farmaci antifungini, hanno incontrato resistenza in ceppi come Trichosporon beigelii, Aspergillus spp., Cryptococcus neoformans, Candida spp., Scopulariopsis spp. e altri. Agenti patogeni parassiti come Leishmania, Entamoeba, Plasmodia, Toxoplasma gondii e Trichomonas vaginalis hanno sviluppato resistenza a farmaci come amfotericina B, artemisinina, miltefosina, paromomicina, clorochina e pirimetamina.

Inoltre, diversi virus, tra cui il virus dell’herpes simplex, il virus dell’epatite B e C, il virus dell’influenza A, l’HIV, il citomegalovirus, il virus varicella-zoster, SARS-CoV-2, hanno sviluppato resistenza ai farmaci, soprattutto nei pazienti immunocompromessi. Questi superbatteri possono portare a un’alta percentuale di infezioni contratte in ospedale, trasformando disturbi comuni in condizioni potenzialmente letali, anche per i pazienti affetti da COVID-19.

Il nesso tra COVID-19 e resistenza antimicrobica

La pandemia di COVID-19, che si è diffusa in tutto il mondo con una forza senza precedenti, ha provocato oltre 532 milioni di casi positivi segnalati e più di 6 milioni di decessi in tutto il mondo entro giugno 2022. Mentre si stanno facendo progressi contro il COVID-19, l’uso eccessivo di antimicrobici farmaci per combattere il virus hanno inavvertitamente aumentato la prevalenza di malattie multiresistenti.

Alcuni casi lievi di COVID-19 hanno mostrato una maggiore vulnerabilità a malattie gravi a causa della coinfezione con agenti patogeni multiresistenti. Ad esempio, i pazienti con diabete mellito di tipo 2 affetti da COVID-19 hanno subito gravi infezioni da Candida glabrata e altri funghi, mentre l’Aspergillus fumigatus ha peggiorato i casi acuti di COVID-19.

Sono state segnalate anche reazioni avverse in pazienti vaccinati con COVID-19, complicando ulteriormente la situazione. Queste coinfezioni e complicazioni sottolineano l’urgente necessità di affrontare la resistenza antimicrobica nel contesto del COVID-19.

Lotta alla resistenza antimicrobica: sforzi attuali e prospettive future

Nella lotta alla resistenza antimicrobica, negli ultimi anni sono emersi vari approcci innovativi, tra cui la bionanotecnologia, i biomateriali polimerici antimicrobici, le terapie farmacologiche combinatorie e altro ancora. I prodotti naturali hanno costituito un focus significativo, con composti come geraniolo, neral, 1,8-cineolo, canfene, alfa-curcumene e beta-fellandrene dello Zingiber officinale che si dimostrano promettenti contro i patogeni resistenti.

I fenoli e i flavonoidi della Vernonia auriculifera Hiern hanno mostrato attività contro vari batteri. Pleuromutilina, azamulina, valnemulina, tiamulina e reptapamulina hanno dimostrato efficacia contro lo S. aureus resistente alla meticillina. Anche le nanoparticelle di metallo e ossido di metallo, come l’ossido di grafene e le nanoparticelle d’argento, hanno dimostrato proprietà antimicrobiche.

Tuttavia, nonostante questi progressi, lo sviluppo e l’approvazione di nuovi antimicrobici sono notevolmente diminuiti. Recentemente sono stati approvati nuovi antibiotici come dalbavancina, oritavancina, meropenem e vaborbactam, eravaciclina, pretomanid, cefiderocol, plazomicina, delafloxacina e tedizolid.

Nel campo degli antifungini, sono in fase di sviluppo farmaci come fosmanogepix, tetrazoli (VT-1129, 1161 e 1598), Aureobasidin A, F901318, T-2307 e VL-2397. Tuttavia, un fatto che fa riflettere è che, nel 2020, solo 32 dei 52 composti antimicrobici in fase di sperimentazione sono stati approvati per il trattamento di agenti patogeni multiresistenti. Farmaci come cefiderocol, probenecid, durlobactam, murepavadina e cestobiprolo hanno dimostrato efficacia contro questi formidabili agenti patogeni.

Terapia fagica: oltre la resistenza agli antibiotici

Nella battaglia in corso contro la resistenza agli antibiotici, scienziati e professionisti medici si stanno rivolgendo a un approccio secolare ma innovativo noto come terapia fagica. I batteriofagi, o fagi in breve, sono virus specializzati che infettano i batteri. A differenza degli antibiotici, che hanno un ampio spettro d’azione, i fagi sono altamente specifici e prendono di mira solo i batteri che sono progettati per combattere. In questo articolo, approfondiamo l’affascinante mondo della terapia fagica, esplorandone i meccanismi, i benefici, le sfide e il suo potenziale nel rivoluzionare il trattamento delle infezioni batteriche.

L’intricata danza dell’infezione da fagi

Prima di immergerci nel potenziale terapeutico dei fagi, è fondamentale capire come funzionano questi microscopici guerrieri. I fagi sono parassiti obbligati, che fanno affidamento sul meccanismo cellulare dei loro ospiti batterici per la replicazione. L’infezione inizia con il riconoscimento preciso di un recettore sulla superficie batterica da parte delle particelle fagiche. Una volta legato, il fago inietta il suo materiale genetico nella cellula ospite, impossessandosi del suo meccanismo e disabilitandone i meccanismi di difesa.

All’interno del batterio, avviene un dirottamento molecolare quando i geni dei fagi vengono espressi e il genoma dei fagi viene replicato e confezionato in particelle fagiche autoassemblate. Il culmine di questa infezione è il rilascio di particelle fagiche della progenie, che spesso comportano la rottura della cellula ospite. La maggior parte dei fagi scoperti finora hanno genomi di DNA a doppio filamento impacchettati all’interno di una proteina del capside a coda, ma esistono varie altre configurazioni genetiche, inclusi genomi di DNA e RNA a filamento singolo.

Un secolo di terapia fagica

L’idea di utilizzare i fagi per trattare le infezioni batteriche può essere fatta risalire al lavoro pionieristico di Félix d’Hérelle nel 1917. Il primo uso documentato dei fagi come agenti terapeutici risale al 1919. Tuttavia, l’avvento degli antibiotici a metà del XX secolo ha messo in ombra la terapia fagica, relegandola in una relativa oscurità nella maggior parte del mondo. Esistevano eccezioni in paesi come Georgia, Polonia e Russia, dove la terapia fagica rimaneva un trattamento approvato per infezioni batteriche selezionate.

Negli ultimi anni, la rinascita dell’interesse per la terapia fagica è stata guidata dall’urgente necessità di nuovi approcci per combattere i batteri multiresistenti. I vantaggi della terapia fagica rispetto agli antibiotici sono molteplici. I fagi mostrano un’estrema specificità, risparmiando i microrganismi benefici e prevenendo complicazioni come la disbatteriosi e le infezioni secondarie. Inoltre, i fagi si replicano nel sito dell’infezione, potenziando i loro effetti antibatterici locali. Sorprendentemente, la terapia fagica è associata a effetti collaterali minimi e anche i batteri resistenti ai fagi rimangono sensibili ad altri fagi. Lo sviluppo di nuovi fagi è un processo più rapido ed economico rispetto alla creazione di nuovi antimicrobici, in linea con le normative e i requisiti di alcune regioni, come la Russia.

I fagi servono anche come fonte di enzimi con proprietà antibatteriche, come la lisina. Questi enzimi possono colpire efficacemente gli agenti patogeni e limitare la crescita e la diffusione della resistenza agli antibiotici. Inoltre, i fagi hanno un valore inestimabile per scopi diagnostici e possono combattere gli agenti patogeni che formano biofilm. La combinazione dei fagi con gli antibiotici ha mostrato risultati promettenti, rendendo la terapia combinata fagi-antibiotici un approccio potente. L’approvazione normativa dei fagi come additivi alimentari ha aperto nuove strade per il loro utilizzo nei processi di biocontrollo e alcuni fagi possono interrompere la formazione del biofilm prendendo di mira geni o percorsi specifici.

Sfide sul percorso verso l’adozione diffusa

Sebbene il potenziale della terapia fagica sia innegabile, la sua implementazione pratica deve affrontare sfide significative. I fagi sono organismi viventi, non prodotti farmaceutici convenzionali, il che solleva preoccupazioni sulla sicurezza e sul trasferimento genico orizzontale. I paesi che sviluppano preparazioni fagiche commerciali richiedono test rigorosi per confermare l’attività litica ed escludere qualsiasi coinvolgimento nel trasferimento genico orizzontale. La tecnologia omica, in particolare il sequenziamento del genoma, gioca un ruolo cruciale in questa valutazione identificando geni profagi e potenziali fattori di virulenza.

Gli ostacoli normativi sono un altro ostacolo all’adozione della terapia fagica. Per ottenere un consenso diffuso, la terapia fagica deve essere sottoposta a studi clinici che aderiscano alle linee guida farmacologiche stabilite. Storicamente, gli studi clinici per la terapia fagica hanno incontrato difficoltà nel reclutare un numero sufficiente di pazienti e protocolli di studio ben progettati, rendendo difficile trarre conclusioni scientificamente valide sulla sua efficacia. Tuttavia, alcuni studi recenti, come quello condotto in Georgia sulle infezioni del tratto urinario, hanno fornito risultati preliminari che potrebbero aprire la strada a un più ampio riconoscimento della terapia fagica.

Dinamica evolutiva della resistenza batterica

Comprendere le dinamiche evolutive della resistenza batterica ai fagi è vitale. I batteri si adattano continuamente per proteggersi dagli attacchi dei fagi, portando allo sviluppo e alla diffusione di geni resistenti. Questo processo dinamico coinvolge vari fattori, tra cui la pressione selettiva, i meccanismi di resistenza genetica, i compromessi, la coevoluzione e le implicazioni per la salute umana. I fagi esercitano una sostanziale pressione evolutiva sulle popolazioni batteriche, provocando cambiamenti genetici che consentono ai batteri di sopravvivere e riprodursi in presenza di fagi.

I meccanismi di resistenza batterica comprendono l’alterazione delle membrane esterne, la produzione di inibitori della replicazione dei fagi e la modifica dei siti bersaglio dei fagi. Questa corsa agli armamenti tra fagi e batteri alimenta una costante innovazione da entrambe le parti. Ad esempio, gli isolati di Pseudomonas aeruginosa hanno sviluppato una resistenza ai fagi acquisendo proteine ​​che bloccano l’attività dei fagi, consentendo a questi batteri di prosperare in ambienti ricchi di fagi. In un altro esempio, E. coli ha sviluppato resistenza ai fagi attraverso mutazioni del DNA che hanno alterato la struttura dei siti bersaglio dei fagi, impedendo l’attaccamento dei fagi e l’infezione. Queste complesse interazioni sottolineano la complessità delle popolazioni batteriche e la necessità di comprendere le dinamiche evolutive per una gestione efficace delle infezioni e strategie di resistenza agli antibiotici.

Formulazioni esistenti di terapie fagiche

Sono disponibili diverse formulazioni di terapia fagica, adatte a vari tipi ed esigenze di infezione. Queste formulazioni includono fagi purificati isolati da fonti naturali, lisati fagici creati infettando e lisando cellule batteriche, cocktail di fagi contenenti più fagi per mitigare lo sviluppo di resistenza e nanoparticelle incapsulate nei fagi progettate per il rilascio controllato dei fagi. Anche gli enzimi derivati ​​dai fagi, prodotti durante la replicazione dei fagi, offrono un potenziale terapeutico. A seconda del sito di infezione, queste formulazioni possono essere somministrate per via endovenosa, orale o topica, ampliando la loro versatilità nelle applicazioni cliniche.

Sfide future

Nonostante il suo immenso potenziale terapeutico, la terapia fagica deve affrontare sfide formidabili. Identificare con precisione i batteri che causano un’infezione e abbinarli al fago appropriato può essere complesso. I fagi hanno tipicamente una gamma di ospiti ristretta e potrebbero non essere adatti per malattie sistemiche. Garantire che i fagi utilizzati non danneggino l’ospite è fondamentale. Superare la resistenza batterica ai fagi rimane una battaglia ancora in corso. La disponibilità limitata di fagi specifici e le conoscenze specializzate necessarie per utilizzarli pongono sfide pratiche. Inoltre, l’accettazione normativa della terapia fagica rimane un lavoro in corso.

In conclusione, la terapia fagica rappresenta una strada promettente nella lotta contro la resistenza agli antibiotici. La sua precisione, gli effetti collaterali minimi e il potenziale per combattere i batteri multiresistenti ne fanno una preziosa aggiunta al nostro arsenale medico. Tuttavia, affrontare le sfide legate alla sicurezza, alla regolamentazione e alla resistenza batterica è essenziale per sfruttare tutto il potenziale della terapia fagica e inaugurare una nuova era di controllo delle infezioni. Mentre la ricerca continua a svelare i segreti delle interazioni fago-batteri, il futuro della medicina potrebbe essere modellato da questi microscopici avversari batterici diventati alleati.

Conclusione

Mentre è in corso lo sviluppo di nuovi farmaci, vaccini e terapie per combattere gli agenti patogeni multiresistenti, il mondo deve tenere conto delle lezioni apprese dalla pandemia di COVID-19 e prepararsi all’imminente minaccia dei superbatteri. Approcci farmacologici combinati, formulazioni basate su nanoparticelle, biomateriali polimerici antimicrobici e nuove tecnologie di vaccini offrono speranza nella battaglia contro la resistenza antimicrobica.

Allo stesso tempo, misure preventive come pratiche igieniche, uso giudizioso di farmaci antimicrobici, campagne di sensibilizzazione e normative rigorose sulla commercializzazione dei farmaci possono aiutare a frenare l’aumento della resistenza antimicrobica. Inoltre, l’adozione di una dieta ricca di nutrienti e vitamine può rafforzare in modo naturale il sistema immunitario, contribuendo alla lotta contro la resistenza antimicrobica. Nell’affrontare questa sfida cruciale, è essenziale ricordare che la battaglia contro la resistenza antimicrobica è un’impresa globale che richiede un’azione collettiva e un impegno costante.


link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10397562/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9902939/

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