Un numero crescente di agenti patogeni sta sviluppando una resistenza a uno o più antibiotici, minacciando la nostra capacità di curare le malattie infettive. Secondo uno studio pubblicato il 20 giugno in Giornale Biofisico , un nuovo metodo semplice per misurare il tempo necessario per uccidere una popolazione batterica potrebbe migliorare la capacità dei medici di trattare efficacemente i ceppi tolleranti agli antimicrobici che stanno per diventare resistenti.

"Questi risultati consentono di misurare la tolleranza, che in precedenza è stato ampiamente trascurato in ambito clinico, ", afferma l'autore senior dello studio Nathalie Balaban dell'Università Ebraica di Gerusalemme. "La misurazione periodica della tolleranza potrebbe fornire informazioni preziose sulla durata dei trattamenti antibiotici, riducendo la possibilità di sotto e sovratrattamento. Per di più, i dati ricavati da tali misurazioni potrebbero fornire una stima di quanto sia realmente diffuso il fenomeno della tolleranza, che è attualmente un completo sconosciuto."

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, la resistenza agli antibiotici è una delle maggiori minacce per la salute globale e sta mettendo a rischio i risultati della medicina moderna. A causa della pressione selettiva, i patogeni acquisiscono resistenza attraverso mutazioni che rendono l'antibiotico meno efficace, Per esempio, interferendo con la capacità di un farmaco di legarsi al suo bersaglio. Attualmente, i medici determinano quale antibiotico e dose prescrivere valutando i livelli di resistenza utilizzando una metrica di routine chiamata concentrazione minima inibente (MIC), la concentrazione minima di farmaco necessaria per prevenire la crescita batterica.

Sebbene i ceppi resistenti continuino a crescere nonostante l'esposizione ad alte concentrazioni di farmaci, i ceppi tolleranti possono sopravvivere a concentrazioni letali di un antibiotico per un lungo periodo di tempo prima di soccombere ai suoi effetti. La tolleranza è spesso associata al fallimento del trattamento e alla ricaduta, ed è considerato un trampolino di lancio verso l'evoluzione della resistenza agli antibiotici. Ma a differenza della resistenza, la tolleranza è poco conosciuta e attualmente non è valutata nelle strutture sanitarie.

"La mancanza di una misura quantitativa significa che questo aspetto del trattamento si basa in gran parte sull'esperienza del singolo medico o della comunità, " dice il primo autore Asher Brauner, uno studente di dottorato nel laboratorio di Balaban. "Questo può portare a un trattamento troppo breve, aumento del rischio di ricaduta ed evoluzione della resistenza, o troppo lungo, causando inutilmente effetti collaterali, rilascio di rifiuti antibiotici nell'ambiente, e costi aggiuntivi".

Per affrontare questo problema, Balaban e il suo team hanno sviluppato una metrica di tolleranza chiamata durata minima per uccidere il 99% della popolazione (MDK99). Il protocollo, che può essere eseguita manualmente o utilizzando un sistema robotico automatizzato, comporta l'esposizione di popolazioni di circa 100 batteri in piastre di micropozzetti separate a diverse concentrazioni di antibiotici per vari periodi di tempo, determinando la presenza o meno di sopravvissuti.

I ricercatori hanno applicato MDK99 a sei Escherichia coli tensioni, che ha mostrato livelli di tolleranza che vanno da 2 a 23 ore in trattamento con ampicillina. MDK99 facilita anche le misurazioni di un caso speciale di tolleranza noto come persistenza dipendente dal tempo:la presenza di sottopopolazioni di batteri transitoriamente dormienti che vengono uccisi più lentamente rispetto alla maggior parte della popolazione in rapida crescita. Come altre forme di tolleranza, la persistenza dipendente dal tempo può portare a infezioni ricorrenti perché i pochi batteri sopravvissuti possono crescere rapidamente per ricostituire l'intera popolazione una volta interrotto il trattamento antibiotico.

"Un messaggio da portare a casa da questo è che è importante completare un ciclo di trattamento antibiotico come prescritto, anche dopo la scomparsa dei sintomi, " dice Balaban. "Il trattamento parziale conferisce alle mutazioni di tolleranza e persistenza un vantaggio selettivo, e questi, a sua volta, accelerare lo sviluppo della resistenza."

Negli studi futuri, Balaban e il suo team utilizzeranno MDK99 per studiare l'evoluzione della tolleranza nei pazienti. Inoltre, la capacità di determinare sistematicamente il livello di tolleranza dei ceppi in laboratorio potrebbe facilitare la ricerca sul campo. "Se implementato nei laboratori di microbiologia clinica ospedaliera, MDK99 potrebbe consentire l'efficace classificazione dei ceppi batterici come tolleranti, resistente, o persistente, aiutando a guidare le decisioni terapeutiche, " dice Balaban. "Alla fine, comprendere la tolleranza e trovare un modo per combatterla potrebbe ridurre significativamente il rischio sempre crescente di resistenza".