¿Qué causa el desarrollo de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos?

Las bacterias generalmente obtienen mecanismos de resistencia a través de la transferencia horizontal de genes (como la conjugación y la infección por fagos). Los cuatro mecanismos principales por los que las bacterias eluden los antibióticos son:

1. Inactivación de fármacos : por ejemplo, E. coli puede producir betalactamasa que inactiva muchos antibióticos a base de lactama, como la penicilina.
2. Alteración del sitio objetivo : las mutaciones en los genes que codifican los sitios objetivo pueden reducir la afinidad de unión del fármaco. Ejemplo: las mutaciones aleatorias en la ADN girasa y la topoisomerasa IV reducen la afinidad de unión a la fluoroquinolona.
3. Alteración de las vías metabólicas : muchos medicamentos se dirigen a ciertas partes de las vías metabólicas al inactivar enzimas o secuestrar sustratos. Las bacterias pueden usar vías metabólicas alternativas o encontrar formas de absorber los nutrientes necesarios del medio ambiente.
4. Reducción de la acumulación de fármacos : causada por la reducción de la permeabilidad del fármaco o la capacidad de las bacterias para transportar fármacos fuera de la célula (por ejemplo, tetA codifica para un transportador de salida de tetraciclina). Pueden obtener estas habilidades a través de la conjugación, la infección por fagos (transducción) o la absorción de ADN ambiental (transformación).

Wikipedia tiene un artículo bastante extenso y completo sobre la resistencia a los antibióticos. También hay una buena lista de referencias. http://en.wikipedia.org/wiki/Antibiotic_resistance

Usted mismo se ha respondido a la pregunta principal: las bacterias se vuelven resistentes debido a la presión de selección causada por la supresión efectiva del antibiótico de las bacterias originales no resistentes. Aquellas variantes que resisten la supresión se seleccionan como una consecuencia natural.

¿Cómo procesan las bacterias resistentes los antibióticos? Depende de los detalles del antibiótico en particular y quizás del tipo de resistencia.

Tomemos el caso de la penicilina y los antibióticos relacionados, como la amoxicilina . Estos antibióticos actúan inhibiendo la formación de una capa de la pared celular que es esencial para muchos tipos de bacterias. Esto previene la multiplicación de las bacterias y contribuye a su destrucción. Wikipedia da algunos detalles sobre la acción de estos antibióticos β-lactámicos .

La resistencia bacteriana a medicamentos como la penicilina generalmente toma la forma de bacterias que producen una enzima (llamada β-lactamasa) que rompe un anillo en la molécula del fármaco, lo inhabilita y elimina así su efecto sobre la síntesis de la pared celular.

Esta resistencia se ha vuelto común debido al uso generalizado de fármacos similares a la penicilina y debido a la transferencia del gen entre especies de bacterias a través de plásmidos .

Los investigadores lograron en los años 70 descubrir y desarrollar un arma auxiliar en esta guerra. Se trataba del ácido clavulánico , que tiene una estructura en parte similar a las penicilinas y, como ellas, es atacado por la enzima bacteriana β-lactamasa. Sin embargo, a diferencia de las penicilinas, forma un vínculo permanente con la molécula de la enzima, lo que inhabilita su actividad. Esto ha dado lugar a fármacos actualmente efectivos como Augmentin que incluyen en la misma pastilla tanto la amoxicilina como su protector, el ácido clavulánico.

Además, ¿qué investigaciones se están realizando para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos?

Obtuvo algunas respuestas decentes sobre cómo surge la resistencia a los antibióticos, así que pensé en tocar esto un poco. Hay tres impulsos principales para la investigación contra la resistencia:

1. Encontrar nuevos objetivos y mecanismos. Esencialmente, la creación de nuevos antibióticos que son lo suficientemente sutilmente diferentes como para pasar por alto los mecanismos de resistencia existentes (generalmente agregando un grupo lateral más elaborado a un antibiótico existente) o una clase completamente nueva que se dirige a un mecanismo diferente para alterar las bacterias. Esta es esencialmente una tarea de desarrollo de fármacos, y es difícil .
2. Administración antimicrobiana. Esta es en gran parte una investigación clínica que examina cómo usamos los antibióticos existentes. ¿Podemos alterar la duración/despliegue/etc. de un curso de antibióticos para minimizar la posibilidad de resistencia. ¿Podemos minimizar el número de veces que usamos antibióticos de manera inapropiada, dando lugar a resistencias sin beneficio para el paciente?
3. Técnicas antimicrobianas alternativas. ¿Podemos utilizar técnicas no antibióticas para prevenir infecciones bacterianas en primer lugar, o tratarlas cuando ocurren? Superficies antimicrobianas, como superficies impregnadas de cobre o plata, limpieza mejorada de superficies, etc.

La mayor parte de la resistencia se adquiere por transferencia horizontal por varios medios

La conjugación es la transferencia sexual.

La transducción es la transferencia de virus que se integran en el genoma y luego, cuando se activan, transportan fragmentos del genoma unidos a los suyos a un nuevo huésped.

La transformación es la absorción de ADN plásmido desnudo en un nuevo huésped

La transfección es similar a la transducción y está mediada por virus.

Y, por supuesto, ha adquirido lo que resulta de mutaciones puntuales que alteran la capacidad de las células para ser dañadas por un agente, cambios simples como el cambio de la membrana celular o los sitios receptores.