1. Crescita lenta o dormienza:
- Alcuni batteri possono entrare in uno stato di crescita lenta o di dormienza in risposta allo stress antibiotico. In questo stato, hanno un’attività metabolica ridotta, che li rende meno sensibili agli antibiotici che prendono di mira le cellule in crescita attiva.
2. Pompe di efflusso:
- I batteri possono possedere pompe di efflusso, che sono proteine di membrana che trasportano attivamente gli antibiotici fuori dalla cellula. Queste pompe possono diminuire le concentrazioni intracellulari di antibiotici, riducendone l’efficacia.
3. Permeabilità alterata della membrana esterna:
- I cambiamenti nella struttura e nella composizione della membrana esterna batterica possono limitare l'ingresso degli antibiotici nella cellula. Ciò può avvenire attraverso modifiche come la diminuzione dell’espressione delle porine, l’aumento della produzione di esopolisaccaridi o i cambiamenti nella composizione lipidica della membrana.
4. Formazione di biofilm:
- I batteri possono formare comunità protettive chiamate biofilm, dove sono incorporati in una matrice autoprodotta di sostanze polimeriche extracellulari (EPS). I biofilm agiscono come barriere fisiche che ostacolano la penetrazione degli antibiotici e proteggono le cellule racchiuse dall’azione antibiotica.
5. Sistemi tossina-antitossina:
- Alcuni batteri hanno sistemi tossina-antitossina (TA), che sono moduli genetici costituiti da una tossina stabile e un'antitossina labile. In condizioni normali, l'antitossina neutralizza l'attività della tossina. Tuttavia, quando esposta agli antibiotici, l’antitossina viene degradata, rilasciando la tossina, che inibisce la crescita e la divisione cellulare, portando ad uno stato dormiente.
6. Adattamenti metabolici:
- I batteri persistenti possono avere adattamenti metabolici che consentono loro di aggirare o superare i bersagli antibiotici. Ad esempio, alcuni batteri possono utilizzare vie metaboliche alternative per aggirare i passaggi inibiti dagli antibiotici.
7. Rilevamento del quorum:
- Il quorum sensing è un meccanismo di comunicazione cellula-cellula utilizzato dai batteri per coordinare l'espressione genica in base alla densità di popolazione. Alcuni antibiotici possono indurre il quorum sensing, portando all’attivazione di geni di resistenza agli antibiotici o alla formazione di strutture protettive.
8. Eterogeneità della sottopopolazione:
- Le popolazioni batteriche possono mostrare eterogeneità fenotipica, dove diverse sottopopolazioni hanno profili distinti di suscettibilità agli antibiotici. Le cellule persistenti possono rappresentare una sottopopolazione con tolleranza intrinseca agli antibiotici.
9. Risposte allo stress:
- I batteri possono attivare vari percorsi di risposta allo stress in seguito all'esposizione agli antibiotici, portando alla produzione di fattori protettivi che migliorano la sopravvivenza. Queste risposte possono comportare la sovraregolazione dei geni legati alla riparazione del DNA, alla disintossicazione e alle difese antiossidanti.
I batteri persistenti pongono sfide significative nel trattamento delle infezioni croniche e ricorrenti. Comprendere i meccanismi di persistenza è fondamentale per sviluppare strategie volte a superare la resistenza agli antibiotici e migliorare i risultati del trattamento.
