Un recente studio rivela un meccanismo sorprendente: gli antibiotici, progettati per eliminare i batteri, possono paradossalmente favorire la loro sopravvivenza e accelerare lo sviluppo della resistenza ai farmaci. Comprendere questo processo è fondamentale per migliorare le strategie antibiotiche e combattere la crescente minaccia delle infezioni resistenti agli antibiotici, che colpiscono milioni di persone in tutto il mondo.
I ricercatori di Rutgers Health hanno scoperto che il comune antibiotico ciprofloxacina, utilizzato per trattare le infezioni del tratto urinario, può innescare una crisi energetica nei batteri Escherichia coli (E. coli). Questa crisi, tuttavia, non uccide i batteri come previsto. Invece, li spinge ad adattarsi e a diventare più resistenti al farmaco.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, si è concentrato sull'adenosina trifosfato (ATP), la fonte di energia per le cellule. Quando la ciprofloxacina interrompe i livelli di ATP, i batteri subiscono “stress bioenergetico”. Sorprendentemente, i batteri rispondono aumentando la loro respirazione e producendo molecole di ossigeno reattive, che danneggiano il loro stesso DNA. Ciò porta a due risultati significativi.
Innanzitutto, sopravvivono più batteri. Le cellule stressate, note come cellule persistenti, possono resistere a dosi letali dell'antibiotico. Queste cellule rimangono dormienti fino a quando il farmaco non scompare, quindi rimbalzano per causare nuove infezioni. In secondo luogo, i batteri stressati mutano più velocemente, sviluppando resistenza all'antibiotico. Questa mutazione accelerata è legata al danno ossidativo e agli errori nella riparazione del DNA.
I risultati suggeriscono che i cambiamenti metabolici indotti dagli antibiotici li rendono meno efficaci e promuovono la resistenza. I ricercatori hanno anche scoperto che altri antibiotici, come la gentamicina e l'ampicillina, hanno un effetto simile. Ciò potrebbe avere implicazioni per il trattamento di varie infezioni, comprese quelle causate da Mycobacterium tuberculosis.
Questa ricerca evidenzia la necessità di ripensare il modo in cui gli antibiotici vengono sviluppati e utilizzati. Le potenziali strategie includono lo screening di nuovi antibiotici per gli effetti collaterali di drenaggio energetico, la combinazione di farmaci esistenti con agenti che bloccano i percorsi di stress e la riconsiderazione dell'uso di dosi elevate. Comprendendo e affrontando le risposte metaboliche dei batteri, possiamo migliorare l'efficacia degli antibiotici e combattere l'aumento delle infezioni resistenti ai farmaci.