Quando siamo affetti da un’infezione batterica, un viaggio dai medici per farsi prescrivere degli antibiotici è un luogo comune. Tuttavia, c’è una vasta gamma di antibiotici disponibili, e variano sia nel loro uso che nel loro meccanismo d’azione. Questo grafico riassume le classi principali, e dà anche una breve visione del modo in cui combattono le infezioni batteriche; considereremo anche ciascuno dei gruppi a turno, così come la resistenza batterica a ciascuno.
I batteri stessi possono essere divisi in due grandi classi – Gram-positivi e Gram-negativi. Le classi derivano questi nomi dal test di Gram, che comporta l’aggiunta di un colorante viola ai batteri. I batteri Gram-positivi mantengono il colore del colorante, mentre i batteri Gram-negativi no, e sono invece colorati di rosso o rosa. I batteri Gram-negativi sono più resistenti agli anticorpi e agli antibiotici dei batteri Gram-positivi, perché hanno una parete cellulare largamente impermeabile. I batteri responsabili della MRSA e dell’acne sono esempi di batteri Gram-positivi, mentre quelli responsabili della malattia di Lyme e della polmonite sono esempi di batteri Gram-negativi.
Beta-lattami
I beta-lattami sono una vasta gamma di antibiotici, il primo dei quali ad essere scoperto fu la penicillina, che Alexander Fleming identificò nel 1928. Tutti gli antibiotici beta-lattamici contengono un anello beta-lattamico; comprendono le penicilline, come l’amoxicillina, e le cefalosporine. Funzionano interferendo con la sintesi del peptidoglicano, un importante componente della parete cellulare batterica, e sono per lo più utilizzati contro i batteri gram-positivi. I batteri possono, tuttavia, sviluppare resistenza ai beta-lattamici attraverso diverse vie, compresa la produzione di enzimi che scompongono l’anello beta-lattamico. Nel NHS, le penicilline sono gli antibiotici più comunemente prescritti, con l’amoxicillina che è la più comune della classe.
Sulfonamidi
Prontosil, una sulfonamide, fu il primo antibiotico disponibile in commercio, sviluppato nel 1932. Successivamente è stato sviluppato un numero significativo di antibiotici sulfonamidici, definiti come antibiotici ad ampio spettro in grado di agire sia sui batteri Gram-positivi che Gram-negativi. A differenza dei beta-lattamici, non agiscono uccidendo direttamente i batteri, ma inibendo la sintesi batterica della vitamina B del folato, impedendo così la crescita e la riproduzione dei batteri. Al giorno d’oggi, i sulfamidici sono usati raramente, in parte a causa dello sviluppo della resistenza batterica, ma anche a causa della preoccupazione per gli effetti indesiderati come l’epatotossicità.
Aminoglicosidi
Aminoglicosidi inibiscono la sintesi delle proteine nei batteri, portando infine alla morte cellulare. Sono efficaci solo contro alcuni batteri Gram-negativi, così come alcuni batteri Gram-positivi, ma non vengono assorbiti durante la digestione, quindi devono essere iniettati. Nel trattamento della tubercolosi, la streptomicina fu il primo farmaco trovato efficace; tuttavia, a causa dei problemi di tossicità degli aminoglicosidi, il loro uso attuale è limitato.
Tetracicline
Le tetracicline sono antibiotici ad ampio spettro, attivi sia contro i batteri Gram-positivi che Gram-negativi. Come i sulfamidici, inibiscono la sintesi proteica, inibendo la crescita e la riproduzione dei batteri. Il loro uso sta diminuendo a causa dei crescenti casi di resistenza batterica; tuttavia, trovano ancora impiego nel trattamento dell’acne, del tratto urinario e delle infezioni del tratto respiratorio, nonché delle infezioni da clamidia. Devono essere presi in isolamento, spesso due ore prima o dopo aver mangiato, perché possono facilmente legarsi al cibo, riducendo il loro assorbimento.
Cloramfenicolo
Un altro antibiotico ad ampio spettro, il cloramfenicolo agisce anche inibendo la sintesi proteica, e quindi la crescita e la riproduzione dei batteri. Tuttavia, è anche battericida contro un numero limitato di batteri. A causa della possibilità di gravi effetti tossici, nei paesi sviluppati è generalmente usato solo nei casi in cui le infezioni sono considerate pericolose per la vita, anche se è anche occasionalmente usato nel trattamento delle infezioni agli occhi. Nonostante ciò, è un antibiotico molto più comune nei paesi in via di sviluppo grazie al suo basso costo e alla sua disponibilità, ed è raccomandato dall’Organizzazione Mondiale della Sanità come un efficace trattamento di prima linea per la meningite in quei paesi con un basso reddito.
Macrolidi
Come i beta-lattami, i macrolidi sono principalmente efficaci contro i batteri Gram-positivi; tuttavia, agiscono in maniera batteriostatica, impedendo la crescita e la riproduzione attraverso l’inibizione della sintesi proteica. La loro efficacia è marginalmente più ampia di quella delle penicilline, e hanno dimostrato di essere efficaci contro diverse specie di batteri che le penicilline non lo sono. Mentre alcune specie batteriche hanno sviluppato resistenza ai macrolidi, essi sono ancora il secondo antibiotico più comunemente prescritto nel NHS, con l’eritromicina che è il più comunemente prescritto nella classe.
Glicopeptidi
Glicopeptidi includono il farmaco vancomicina – comunemente usato come ‘farmaco di ultima istanza’, quando altri antibiotici hanno fallito. Mentre questa era l’ultima linea di difesa contro le infezioni, in particolare MRSA, il più recente sviluppo di nuovi antibiotici in altre classi ha fornito altre opzioni. Ciononostante, ci sono linee guida severe sulle circostanze in cui la vancomicina può essere usata per trattare le infezioni, al fine di ritardare lo sviluppo della resistenza. I batteri contro cui i glicopeptidi sono attivi sono altrimenti piuttosto limitati, e nella maggior parte inibiscono la crescita e la riproduzione piuttosto che uccidere direttamente i batteri.
Oxazolidinoni
Gli ossazolidinoni sono attivi contro i batteri Gram-positivi, e agiscono inibendo la sintesi proteica, e quindi la crescita e la riproduzione. Il linezolid, approvato per l’uso nel 2000, è stato il primo antibiotico commercializzato della classe, anche se il composto cicloserina è stato usato come trattamento di seconda linea della tubercolosi dal 1956. Mentre il linezolid è costoso, la resistenza sembra svilupparsi relativamente lentamente dalla sua introduzione.
Ansamycins
Questa classe di antibiotici sono efficaci contro i batteri Gram-positivi, così come alcuni batteri Gram-negativi. Inibiscono la produzione di RNA, che ha importanti ruoli biologici all’interno delle cellule dei batteri, e come tale porta alla morte delle cellule batteriche. Una sottoclasse di antibiotici, le rifamicine, sono usate per trattare la tubercolosi e la lebbra. Raramente, le ansamicine possono anche dimostrare attività antivirale.
Quinoloni
I chinoloni sono composti battericidi che interferiscono con la replicazione e la trascrizione del DNA nelle cellule batteriche. Sono antibiotici ad ampio spettro e sono ampiamente utilizzati per le infezioni del tratto urinario, così come altre infezioni contratte in ospedale dove si sospetta una resistenza alle vecchie classi di antibiotici. Inoltre, il loro uso per scopi veterinari è diffuso; un uso che è stato criticato in alcuni ambienti per accelerare lo sviluppo della resistenza. La resistenza ai chinoloni può essere particolarmente rapida nel suo sviluppo; negli Stati Uniti, sono stati gli antibiotici più comunemente prescritti nel 2002, e la loro prescrizione per condizioni non raccomandate o infezioni virali è anche pensato per essere un contributo significativo allo sviluppo della resistenza.
Streptogramins
Streptogramins sono inusuali in quanto sono di solito somministrati come una combinazione di due farmaci antibiotici dei diversi gruppi all’interno della classe: streptogramin A e streptogramin B. Da soli, questi composti mostrano solo attività di inibizione della crescita, ma combinati hanno un effetto sinergico e sono in grado di uccidere direttamente le cellule batteriche, inibendo la sintesi delle proteine. Sono spesso usati per trattare le infezioni resistenti, anche se si è sviluppata la resistenza alle streptogramine stesse.
Lipopeptidi
Scoperti nel 1987, i lipopeptidi sono la classe più recente di antibiotici e sono battericidi contro i batteri Gram-positivi. La daptomicina è il membro più comunemente usato della classe; ha un meccanismo d’azione unico, interrompendo diversi aspetti della funzione della membrana cellulare nei batteri. Questo meccanismo d’azione unico sembra anche essere vantaggioso in quanto, attualmente, le incidenze di resistenza al farmaco sembrano essere rare – anche se sono state riportate. Viene somministrato tramite iniezione, e comunemente usato per trattare le infezioni della pelle e dei tessuti.
Resistenza agli antibiotici
La resistenza batterica agli antibiotici è in aumento, al punto che è stata messa al centro del Longitude Prize di quest’anno. Il premio offre un fondo di 10 milioni di sterline per lo sviluppo di un kit di test per le infezioni batteriche economico e facile da usare, nella speranza che questo permetta ai medici di prescrivere gli antibiotici giusti al momento giusto per i pazienti, e anche evitare la prescrizione di antibiotici nei casi di infezioni virali. Si spera che entrambe queste misure aiutino a rallentare lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei batteri.
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