1. Penetrazione del doppio strato lipidico:** alcuni antibiotici, come le polimixine e alcuni macrolidi, possiedono un carattere lipofilo che consente loro di diffondersi direttamente attraverso il doppio strato lipidico dell'OM. Questi antibiotici interrompono l'integrità dell'OM, portando alla perdita del contenuto cellulare e, infine, alla morte cellulare.
2. Canali dei porini:** i porini sono proteine integrali di membrana che formano canali idrofili nell'OM, consentendo il passaggio di piccole molecole. Alcuni antibiotici, come i beta-lattamici (penicilline e cefalosporine), i carbapenemi e i monobattami, sfruttano le porine per entrare nello spazio periplasmico tra l'OM e la membrana citoplasmatica.
3. Pompe di efflusso:** i batteri Gram-negativi possiedono pompe di efflusso, che sono complessi proteici che trasportano attivamente gli antibiotici fuori dalla cellula. Queste pompe possono ostacolare l’accumulo intracellulare degli antibiotici e ridurne l’efficacia. Alcuni antibiotici, come i fluorochinoloni, sono specificamente progettati per inibire le pompe di efflusso, aumentandone la concentrazione intracellulare.
4. Vescicole della membrana esterna (OMV):** Gli OMV sono piccole vescicole legate alla membrana rilasciate da batteri Gram-negativi. Alcuni antibiotici possono essere incapsulati negli OMV e successivamente rilasciati nella cellula batterica. Questo meccanismo del cavallo di Troia aggira la barriera OM e facilita l’ingresso degli antibiotici nel citoplasma.
5. Permeabilità della membrana esterna:** alcuni antibiotici, come gli aminoglicosidi, possono permeabilizzare l'OM interagendo con i lipopolisaccaridi (LPS) e altri componenti dell'OM. Questa interruzione dell'OM facilita l'ingresso degli aminoglicosidi nello spazio periplasmatico e infine nel citoplasma.
6. Sinergia tra antibiotici:** alcuni antibiotici possono agire in sinergia per migliorare la penetrazione reciproca attraverso l'OM. Ad esempio, la co-somministrazione di beta-lattamici con inibitori delle beta-lattamasi (ad esempio, acido clavulanico, tazobactam) può superare la resistenza alle beta-lattamasi e migliorare l’efficacia dei beta-lattamici contro i batteri Gram-negativi.
In conclusione, gli antibiotici utilizzano vari meccanismi per superare le sfide presentate dalla parete cellulare dei batteri Gram-negativi. Comprendere questi meccanismi è fondamentale per progettare nuovi antibiotici che possano colpire efficacemente i patogeni Gram-negativi e combattere la resistenza antimicrobica.
