1. Mutazioni genetiche:i batteri possono acquisire geni di resistenza attraverso mutazioni nel loro DNA. Le mutazioni possono alterare il sito bersaglio di un antibiotico, riducendone l’affinità di legame e rendendolo meno efficace. Mutando continuamente i loro geni, i batteri possono sviluppare rapidamente resistenza a più antibiotici.
2. Trasferimento genico orizzontale:i batteri hanno una capacità unica di scambiare materiale genetico con altri batteri attraverso il trasferimento genico orizzontale. Questo processo comporta il trasferimento di geni tra diversi ceppi o addirittura diverse specie di batteri. Elementi genetici mobili, come plasmidi, trasposoni e integroni, facilitano il trasferimento dei geni di resistenza tra i batteri, consentendo loro di condividere e acquisire nuovi meccanismi di resistenza.
3. Pompe di efflusso:molti batteri possiedono pompe di efflusso, che sono complessi proteici che pompano gli antibiotici fuori dalla cellula. Queste pompe agiscono come meccanismi di difesa riducendo la concentrazione intracellulare degli antibiotici e limitandone l’efficacia. Le pompe di efflusso possono essere specifiche per determinati antibiotici o avere una gamma di attività più ampia, rendendo i batteri resistenti a più farmaci contemporaneamente.
4. Formazione di biofilm:alcuni batteri possono formare biofilm, che sono comunità di cellule racchiuse in una matrice autoprodotta di materiale extracellulare. I batteri all’interno dei biofilm sono protetti da fattori esterni, inclusi gli antibiotici. Il biofilm agisce come una barriera fisica, limitando la penetrazione e la diffusione degli antibiotici, rendendo i batteri più tolleranti agli agenti antimicrobici.
5. Rilevamento del quorum:alcuni batteri utilizzano un processo di comunicazione cellula-cellula chiamato rilevamento del quorum per regolare l'espressione genetica e coordinare i comportamenti in risposta ai cambiamenti nella densità della popolazione. Il quorum sensing può portare all’espressione collettiva di geni di resistenza agli antibiotici e di altri meccanismi che conferiscono una maggiore resistenza quando la popolazione batterica raggiunge una soglia critica.
6. Cellule persistenti:alcune popolazioni batteriche contengono una sottopopolazione di cellule a crescita lenta o dormienti note come "cellule persistenti". Le cellule persistenti mostrano un'attività metabolica ridotta e possono entrare in uno stato dormiente, rendendole altamente resistenti agli antibiotici. Queste cellule possono sopravvivere al trattamento antibiotico e successivamente rianimarsi, portando a infezioni ricorrenti.
7. Alterazione delle vie metaboliche:i batteri possono alterare le loro vie metaboliche per aggirare i bersagli degli antibiotici. Possono sviluppare vie metaboliche alternative che rendono l’antibiotico inefficace o metabolizzano l’antibiotico in composti inattivi. Questo adattamento metabolico consente ai batteri di sopravvivere e proliferare nonostante la presenza di antibiotici.
8. Sovraespressione degli enzimi bersaglio:i batteri possono produrre in eccesso gli enzimi presi di mira dagli antibiotici, riducendo di fatto la concentrazione del farmaco disponibile per inibire il bersaglio previsto. Producendo una quantità maggiore dell’enzima bersaglio, i batteri possono ridurre l’efficacia dell’antibiotico e mantenere la propria vitalità.
È la complessa interazione di questi meccanismi che rende i batteri altamente efficaci nell’acquisire e diffondere la resistenza agli antibiotici. Il continuo adattamento e l’evoluzione dei batteri rappresentano una sfida significativa per il trattamento efficace delle malattie infettive e sottolineano l’importanza di un uso prudente degli antibiotici e dello sviluppo di nuove strategie antimicrobiche per combattere la resistenza multifarmaco.
