Esame di microbiologia speciale per odontoiatria

Antibiogramma di Kirby-Bauer

L’antibiogramma è il test impiegato per determinare l’efficacia antimicrobica di un farmaco nei confronti di specifici patogeni. È uno dei test più importanti che viene comunemente eseguito nel laboratorio di microbiologia clinica a causa delle sue implicazioni terapeutiche immediate.

Nella pratica clinica questo tipo di test, essenziale per una corretta terapia, permette di: 1) evidenziare quali siano i farmaci più efficaci nei confronti di un certo microrganismo patogeno 2) fornisce una stima della dose terapeutica più opportuna per la cura della malattia infettiva.

La sensibilità del microrganismo in esame nei confronti di + farmaci viene misurata mediante l’uso di dischetti di carta assorbente imbevuti di antibiotici, metto in incubazione x 1 giorno a 37°, e se il germe è sensibile all’antibiotico, si vedrà un alone di inibizione della crescita intorno al disco e tanto maggiore X diluizione, è l’alone, tanto + sensibile è il germe.

Ci dice la quantità di antibiotico che serve x uccidere o inibire una MIC, MBC, popolazione. Minima concentrazione inibente e minima concentrazione battericida. Ho tante provette di brodo nutriente e ci metto l’antibiotico in concentrazioni scalari. Metto i batteri in quantità uguali; li lascio in incubazione dalla sera alla mattina e vedo che in alcune provette c’è stata crescita e in altre no.

Antibatterici in odontoiatria

Infezioni odontogene -> stafilo e streptococchi.

Gli antibatterici sono sostanze capaci di interferire con la moltiplicazione dei m.o. a concentrazioni che siano invece tollerati dall’ospite.

(Antibiotici o chemioterapici) sostanze capaci di interferire direttamente con la moltiplicazione dei microrganismi a concentrazioni che siano invece tollerate dall'ospite, il cosiddetto triangolo chemioterapico ospite-patogeno-farmaco.

Sono farmaci ad attività antibatterica e sono diversi dai disinfettanti perché sono tossici selettivamente, cioè sono attivi sui microrganismi interferendo sulla loro moltiplicazione, sui loro processi metabolici o sintetici, ma non causano danni all’organismo che li assume e cioè all’ospite.

Esiste sempre una relazione dinamica tra paziente, farmaco e agente patogeno perché il farmaco può aiutare il paziente a sconfiggere l’agente patogeno ma può provocare risposte allergiche nel paziente, oppure i microbi possono sviluppare resistenza nei confronti del farmaco, infatti quando viene testato un nuovo farmaco passano molti anni x controllarne efficacia e effetti collaterali.

Classificazione dei farmaci antibatterici in base a origine

Antibiotici

• Classe di agenti microbici che agiscono su altri m.o. e hanno un’origine biologica; la penicillina fu il primo antibiotico scoperto da Fleming nel 1929, ad opera della muffa Penicillium notatum: casualmente osservò che un micete che aveva la proprietà di impedire attorno a sé lo sviluppo degli stafilococchi e da lì Flemig pensò che muffe e funghi producessero principi attivi con attività antibatterica.

Il primo antibiotico fu scoperto nel 1928 da A. Fleming che per sbaglio aveva lasciato sul bancone alcune capsule Petri e vi erano cresciute delle muffe e tutto intorno a quella muffa notò un alone forte di inibizione dei batteri causata da questa muffa che pensò potessero produrre sostanze battericide Penicillium (penicillina, dal nome tassonomico del fungo notatum). Nel 1945 Sir A. Fleming fu insignito del Nobel per la Medicina.

Classificazione dei farmaci antibatterici in base a origine

Antibiotici

• Classe di agenti microbici che agiscono su altri m.o. e hanno un’origine biologica.

Chemioterapici

• Agenti antimicrobici sintetizzati in laboratorio e vengono sintetizzati solo se si è identificato un target contro il quale il farmaco deve agire.

Chemioantibiotici

• Agenti semisintetici che in parte vengono modificati in laboratorio per migliorarne anche le proprietà antimicrobiche e antibatteriche.

In base alla modalità d’azione

2. Gli effetti che provocano sulla cellula batterica.

Batteriostatici

• X esempio cloramfenicolo, tetracicline, eritromicina, inibiscono la replicazione delle cellule batteriche, ma non le uccidono, bloccano la crescita batterica e quindi permettono al sistema immunitario di risolvere l’infezione.

Battericidi

• Come le penicilline, le cefalosporine e la maggior parte degli aminoglicosidi che causano morte e lisi dei microbi e la loro azione è irreversibile, agiscono sui batteri in moltiplicazione e quindi devono essere somministrati solo in questi casi: x es se dò la penicillina in fase esponenziale uccide subito i batteri, mentre se la dò in fase stazionaria la curva resta normale e non ottengo alcun effetto.

In base allo spettro d’azione

Ampio spettro

• Sono attivi con tutti i Gram + e – (es. tetracicline, cefalosporine).

Spettro ristretto

• Attivi verso un limitato numero di specie (penicillina verso Gram +). Chiaramente non è possibile rispondere in maniera assoluta a quale possa essere la scelta d’elezione per il tipo di antibiotico perché a seconda del quadro clinico e del tempo che il clinico ha a disposizione per agire, possiamo se ne abbiamo la certezza prediligere uno spettro ristretto che è più specifico e.

In base alla struttura chimica e al meccanismo d’azione

In base alla struttura chimica; 4. In base al meccanismo d’azione 5.

• Inibitori della sintesi della parete batterica.
• “ della sintesi delle proteine.
• “ della sintesi degli acidi nucleici.
• “ della funzione della membrana citoplasmatica.

Cos'è la resistenza agli antibiotici?

Gli antibiotici sono farmaci utilizzati per trattare le infezioni batteriche e sono tra i farmaci più comunemente prescritti. Essi agiscono uccidendo i batteri o limitandone la crescita.

Ciascuna classe di antibiotici agisce in maniera peculiare. Per esempio, la penicillina interagisce con la parete batterica indebolendola fino alla morte del microrganismo. Le tetracicline invece, non uccidono i batteri ma ne inibiscono la crescita impedendo la produzione delle proteine.

Cos'è la resistenza agli antibiotici?

La resistenza agli antibiotici, o antibiotico resistenza, consiste nella capacità di alcuni batteri di sopravvivere e moltiplicarsi pur in presenza di uno o più antibiotici e quindi di continuare a causare l'infezione.

Lo sviluppo della resistenza è un fenomeno che avviene comunemente in natura ma che l'uso frequente di antibiotici e quindi l'esposizione ad essi di molti batteri, ha reso particolarmente preoccupante a causa della velocità con la quale si sta diffondendo. Senza antibiotici in grado di agire in maniera efficace, molte delle più comuni infezioni, come la polmonite, potrebbero tornare ad essere letali. Gli interventi chirurgici e le morti per infezioni ad esso correlate, potrebbero diventare molto frequenti.

Come acquisiscono la resistenza agli antibiotici i batteri?

Esistono molti modi tramite i quali i batteri possono acquisire una resistenza ad uno o più antibiotici. Uno dei fattori principali è la pressione selettiva, ossia quell'evento suscitato dall'utilizzo di antibiotici per trattare un'infezione causata da batteri sensibili al farmaco e resistenti.

L'uso del farmaco infatti elimina i batteri sensibili responsabili dell'infezione (patogeni) e anche quelli appartenenti alla normale flora batterica residente, ma, se presenti, non i batteri patogeni resistenti. Questi ultimi hanno così la possibilità di crescere ed espandersi. Pur trattandosi di un processo naturale, la comparsa della resistenza agli antibiotici è incentivata dall'uso frequente di antibiotici.

I batteri possono acquisire la resistenza agli antibiotici anche tramite la trasmissione orizzontale (da un batterio verso un altro batterio) del materiale genetico. Un modo con il quale questo può avvenire è tramite la trasmissione dei plasmidi. Si tratta di piccoli pezzi di DNA batterico circolare che possono essere facilmente trasferiti tra batteri e che possono portare al loro interno le informazioni necessarie per produrre degli enzimi in grado di conferire la resistenza ad alcuni antibiotici.

Inoltre, la mutazione spontanea del materiale genetico batterico, può comportare la comparsa della resistenza, trasmissibile alle generazioni future. Nel tempo, i batteri possono quindi acquisire uno o più resistenze, generando i così detti batteri multiresistenti.

I batteri antibiotico resistenti possono diffondersi tra le persone (ad esempio attraverso colpi di tosse, starnuti o il contatto di superfici contaminate), con la conseguente diffusione di infezioni difficili o addirittura impossibili da trattare.

Microrganismo-antibiotico resistente: quando è capace di moltiplicarsi in presenza di dosi terapeutiche del farmaco.

Inibitori della sintesi della parete batterica

Sono i + numerosi, dotati di elevata tossicità selettiva e a questa classe di farmaci appartengono tutte le penicilline, le cefalosporine, i carbapenemi e i monobattami. Tutti sono antibiotici beta-lattamici. Questi agiscono su tutte le fasi. Causano lo scoppio della cellula della sintesi della parete batterica per lisi osmotica.

I precursori del peptidoglicano sono sintetizzati nel citoplasma e poi devono attraversare la membrana ed essere legati agli altri componenti del peptidoglicano con tutte e tre le fasi di produzione dei peptidoglicani.

Inibitori della sintesi dei precursori

Fosfomicina agisce nelle fasi precoci, bassa tossicità ed ampio spettro su gram+ e gram-.

Cicloserina.

Inibitori del passaggio attraverso la membrana

Bacitracina che inibisce la rigenerazione del lipide trasportatore e ha un uso clinico limitato perché tossica, uso topico come pomate e colliri.

Inibitori delle fasi extracitoplasmatiche

Glicopeptidi (vancomicina, teicoplanina, dalbavancina).

Ristretto spettro di azione:

• Gram+: cocchi (streptococchi, stafilococchi met-R), bacilli (Listeria, Corynebacterium), anaerobi (Clostridium).
• Gram-: naturalmente resistenti perché i glicopeptidi non riescono ad attraversare la membrana esterna.

Beta-lattamici es: penicilline, cefalosporine

Betalattamici rappresentano la classe di antibiotici più numerosa e di uso più comune; include diverse molecole battericide dotate di un anello betalattamico.

Penicilline

• Naturali: penicillina G; penicillina V.
• Semi-sintetiche: Meticillina; amoxicillina; ampicillina; piperacillina.

Cefalosporine

• Naturali: Cefalosporine C.
• Semi-sintetiche: I generazione (cefalotina, cefazolina).
• II generazione (cefoxitina, cefuroxime).
• III generazione (cefotaxime, cefoperazone).
• IV generazione (cefepime, cefodizime).

Beta-lattamici es: penicilline, cefalosporine

Inibitori delle β-lattamasi: acido clavulanico, sulbactam, tazobactam dotati di scarsa attività antibatterica, espletano azione protettiva nei confronti delle β-lattamasi. Utilizzati in combinazione con una penicillina (amoxicillina/acido clavulanico, ampicillina/sulbactamam, piperacillina/tazobactam) si legano covalentemente alla β-lattamasi bloccandone irreversibilmente l’attività, in tal modo proteggendo la penicillina.

Monobattamici: aztreonam (rilevante attività vs Gram-negativi (anaerobi esclusi), spiccata resistenza vs β-lattamasi).

Carabapenemici: Imipenem; meropenem; ertapenem; esteso spettro di azione, il più ampio tra i beta-lattamici.

Inibitori della sintesi proteica

Aminoglicosidi: streptomicina

Esteso spettro d’azione.

• Gram- (infezioni gravi, sepsi, polmoniti es: Pseudomonas aeruginosa).
• Gram+ (in combinazione con beta-lattamici es: streptococchi, stafilococchi).
• Micobatteri (streptomicina, amikacina, kanamicina).
• Inattivi vs anaerobi.

Potenzialmente nefrotossici (basso indice terapeutico).

Tetracicline

• Famiglia di grosse molecole contenenti 4 anelli e 4 possibili siti di sostituzione (R).
• Sono antibiotici batteriostatici che penetrano facilmente nelle cellule ospiti.

Esteso spettro d’azione. Cocchi Gram+ (acne) e Gram- (Neisseria), Gram- (infezioni vie aeree).

Cloramfenicolo

Antibiotico a largo spettro, attivo su Gram+, Gram-, aerobi ed anaerobi inclusi m.o. intracellulari quali Samonella typhi, Clamidie e Rickettsiae. Rari, gravi effetti tossici per il midollo osseo e per i neonati.

Macrolidi

Attivi contro cocchi Gram+; importante trattamento alternativo in infezioni sostenute da streptococchi in pazienti allergici alla penicillina. Attivi contro Legionella pneumophila e Campylobacter jeiuni. Anche attivi contro micoplasmi, clamidie e rickettsie ed hanno pertanto impiego nel trattamento della polmonite atipica e nelle infezioni del tratto urogenitale sostenute da clamidia.

Inibitori della sintesi degli acidi nucleici

Chinoloni attivo nei confronti degli enterobatteri ed il suo uso è limitato al trattamento delle infezioni urinarie, e rifampicina esercita un’attività battericida nei confronti di batteri Gram-positivi, di alcuni Gram-negativi, dei micobatteri e di batteri intracellulari. Uno dei principali impieghi clinici di questo farmaco è il trattamento delle infezioni da Mycobacterium tuberculosis.

Sulfamidici prodotti di sintesi

Sono analoghi strutturali del PABA (acido-para-amino-benzoico), che rappresenta per molti m.o. un metabolita essenziale in quanto è un precursore dell'acido folico richiesto per la sintesi di purine e pirimidine.

Tossicità selettiva: dovuta al fatto che le cellule umane non sintetizzano acido folico, ma devono assumerlo in maniera preformata con la dieta. I batteri che possono utilizzare acido folico preformato sono insensibili ai sulfamidici.

Uso: sono attivi in primo luogo contro batteri Gram- (eccetto Pseudomonas). Vengono impiegati nel trattamento delle infezioni urinarie. La resistenza è molto diffusa.

Microrganismo-antibiotico resistente: quando è capace di moltiplicarsi in presenza di dosi terapeutiche del farmaco.

Tipologie di resistenza ai farmaci

1) Resistenza naturale

È una caratteristica intrinseca di ciascuna specie (si manifesta in tutti i ceppi della stessa specie) e tende a rimanere immutata nel tempo.

Esempi e meccanismi:

• (E. coli) Gram-neg vs glicopeptidi e penicillina G (impermeabilità della membrana esterna al farmaco).
• Clamidie e micoplasmi vs betalattamici (mancanza del bersaglio).

2) Resistenza fenotipica

Resistenza temporanea di alcuni microrganismi, normalmente suscettibili all'azione di un certo farmaco, in relazione a specifiche fasi del loro ciclo di crescita (a) o in particolari condizioni di crescita (biofilm) (b).

3) Resistenza acquisita

Con vari meccanismi microrganismi naturalmente suscettibili all'azione di un certo farmaco possono diventare resistenti nei confronti di uno o più farmaci.

Diciamo che un ceppo batterico ha acquisito resistenza quando è in grado di moltiplicarsi in presenza di concentrazioni di un antibiotico che sono in grado di inibire la crescita dei ceppi batterici della stessa specie.

Acquisizione di resistenza extra-cromosomica o plasmidica

Res-crom Rreosomica-cromosomica (o plasmidicaica).

• Insorge per scambio di geni tra ceppi batterici mediante i meccanismi di trasferimento di materiale genetico (coniugazione, trasformazione, trasduzione).
• Elevata frequenza di insorgenza, responsabile della maggior parte (90% circa) delle resistenze.
• È dovuta a geni localizzati su elementi extra-cromosomici mobili (plasmidi, elementi trasponibili).
• La resistenza interessa spesso più antibiotici (resistenza multipla).
• Trasmissione orizzontale: diffusione tra cellule appartenenti alla stessa specie o tra specie differenti (resistenza «contagiosa»).

Meccanismi di resistenza ai betalattamici

Diminuita permeabilità al farmaco: modifica delle porine, canali attraverso cui le betalattamine penetrano all’interno dei batteri Gram-. A causa di una mutazione nel gene che codifica per la porina, questa acquisisce una ridotta permeabilità all’antibiotico.

Es: resistenza alla tetraciclina

I batteri resistenti alla tetraciclina non accumulano l’antibiotico all’interno della cellula. La ragione non è dovuta ad un mancato trasporto attraverso la membrana citoplasmatica, ma ad una attiva escrezione del farmaco dalla cellula. Questo è dovuto all'acquisizione di un plasmide che codifica per un sistema di efflusso attivo inducibile. La resistenza alla tetraciclina è stata descritta praticamente in tutti i tipi di batteri: Gram-, Gram+, aerobi ed anaerobi.

Resistenza al cloramfenicolo

È dovuta a geni plasmidici (acetil transferasi) che acetilano l’antibiotico e lo inattivano rendendolo incapace di legarsi alla subunità 50S del ribosoma. Molti tipi di batteri sono diventati resistenti al cloramfenicolo dopo la sua introduzione.

Resistenza agli aminoglicosidi

Il più comune meccanismo di resistenza agli aminoglicosidi è la produzione di enzimi inattivanti (acetiltransferasi, fosfotransferasi, adeniltransferasi ecc.) codificati da geni plasmidici o da trasposoni. Ciascun enzima può di so