Antibioticaresistentie van micro-organismen: bepalingsmethoden

Antibiotica zijn een van de grootste prestaties van de medische wetenschap en redden jaarlijks het leven van tienduizenden en honderdduizenden mensen. Maar zoals het gezegde luidt: zelfs een oude vrouw kan een fout maken. Wat vroeger pathogene micro-organismen doodde, werkt niet meer zo goed als voorheen. Dus wat is de reden: zijn antimicrobiële middelen slechter geworden of is antibioticaresistentie de boosdoener?

Bepaling van antibioticaresistentie

Antimicrobiële geneesmiddelen (AMD's), beter bekend als antibiotica, werden oorspronkelijk ontwikkeld om bacteriële infecties te bestrijden. Omdat verschillende ziekten niet door één, maar door meerdere soorten bacteriën, gecombineerd in groepen, kunnen worden veroorzaakt, werden aanvankelijk medicijnen ontwikkeld die effectief waren tegen een bepaalde groep infectieuze agentia.

Maar bacteriën, hoewel de eenvoudigste, zijn actief ontwikkelende organismen die in de loop der tijd steeds meer nieuwe eigenschappen verwerven. Hun instinct tot zelfbehoud en hun vermogen om zich aan te passen aan verschillende leefomstandigheden maken pathogene micro-organismen sterker. Als reactie op een bedreiging van hun leven beginnen ze het vermogen te ontwikkelen om zich ertegen te verzetten, waarbij ze een geheim afscheiden dat de werking van de werkzame stof van antimicrobiële geneesmiddelen verzwakt of volledig neutraliseert.

Het blijkt dat antibiotica die ooit effectief waren, simpelweg hun functie verliezen. In dit geval spreken we van de ontwikkeling van antibioticaresistentie tegen het geneesmiddel. En het probleem zit hem hier helemaal niet in de effectiviteit van de werkzame stof van het AMP, maar in de mechanismen die pathogene micro-organismen versterken, waardoor bacteriën ongevoelig worden voor de antibiotica die ze bestrijden.

Antibioticaresistentie is dus niets meer dan een afname van de gevoeligheid van bacteriën voor antimicrobiële middelen die speciaal zijn ontwikkeld om ze te vernietigen. Dit is de reden waarom behandeling met ogenschijnlijk correct geselecteerde medicijnen niet de verwachte resultaten oplevert.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Het probleem van antibioticaresistentie

Het uitblijven van effect van antibioticatherapie, geassocieerd met antibioticaresistentie, leidt ertoe dat de ziekte zich verder ontwikkelt en ernstiger wordt, waardoor de behandeling ervan nog moeilijker wordt. Bijzonder gevaarlijk zijn gevallen waarin de bacteriële infectie vitale organen aantast: het hart, de longen, de hersenen, de nieren, enz., want in dat geval staat uitstel gelijk aan de dood.

Het tweede gevaar is dat sommige ziekten chronisch kunnen worden als antibiotica niet afdoende zijn. Iemand wordt drager van geavanceerde micro-organismen die resistent zijn tegen antibiotica van een bepaalde groep. Hij is nu een bron van infectie, die met oude methoden niet meer te bestrijden is.

Dit alles zet de farmaceutische wetenschap ertoe aan nieuwe, effectievere geneesmiddelen te ontwikkelen met andere werkzame stoffen. Maar het proces verloopt opnieuw in een cirkel met de ontwikkeling van antibioticaresistentie tegen nieuwe geneesmiddelen uit de categorie antimicrobiële middelen.

Als iemand denkt dat het probleem van antibioticaresistentie pas recent is ontstaan, heeft hij het mis. Dit probleem is zo oud als de wereld. Nou ja, misschien niet zo oud, maar toch al 70-75 jaar. Volgens de algemeen aanvaarde theorie ontstond het samen met de introductie van de eerste antibiotica in de medische praktijk, ergens in de jaren 40 van de twintigste eeuw.

Hoewel er een idee bestaat van een eerdere opkomst van het probleem van resistentie van micro-organismen, werd dit probleem vóór de komst van antibiotica niet specifiek aangepakt. Het is immers zo natuurlijk dat bacteriën, net als andere levende wezens, zich probeerden aan te passen aan ongunstige omgevingsomstandigheden, en dat op hun eigen manier deden.

Het probleem van de resistentie van pathogene bacteriën deed ons denken aan de tijd dat de eerste antibiotica op de markt kwamen. Toegegeven, het probleem was toen nog niet zo urgent. In die tijd werden verschillende groepen antibacteriële middelen actief ontwikkeld, wat deels te wijten was aan de ongunstige politieke situatie in de wereld, militaire acties, waarbij soldaten stierven aan verwondingen en sepsis, enkel en alleen omdat ze geen effectieve hulp konden krijgen vanwege het gebrek aan de benodigde medicijnen. Deze medicijnen bestonden simpelweg nog niet.

De grootste ontwikkelingen vonden plaats in de jaren 50 en 60 van de 20e eeuw, en gedurende de daaropvolgende twee decennia werd deze verder verbeterd. De vooruitgang hield daar niet op, maar sinds de jaren 80 zijn de ontwikkelingen op het gebied van antibacteriële middelen merkbaar afgenomen. Of dit nu te wijten is aan de hoge kosten van deze onderneming (de ontwikkeling en introductie van een nieuw geneesmiddel loopt tegenwoordig op tot de grens van 800 miljoen dollar) of aan het banale gebrek aan nieuwe ideeën over "militantgerichte" werkzame stoffen voor innovatieve geneesmiddelen, in verband hiermee bereikt het probleem van antibioticaresistentie een nieuw, angstaanjagend niveau.

Door veelbelovende AMP's te ontwikkelen en nieuwe groepen van dergelijke medicijnen te creëren, hoopten wetenschappers verschillende soorten bacteriële infecties te bestrijden. Maar alles bleek niet zo eenvoudig, "dankzij" antibioticaresistentie, die zich vrij snel ontwikkelt bij bepaalde bacteriestammen. Het enthousiasme ebt langzaam weg, maar het probleem blijft nog lange tijd onopgelost.

Het blijft onduidelijk hoe micro-organismen resistentie kunnen ontwikkelen tegen medicijnen die hen zouden moeten doden. Hier moeten we begrijpen dat het "doden" van bacteriën alleen plaatsvindt wanneer het medicijn wordt gebruikt zoals bedoeld. Maar wat hebben we nu werkelijk?

Oorzaken van antibioticaresistentie

Hier komen we bij de kernvraag: wie is er verantwoordelijk voor dat bacteriën, wanneer ze worden blootgesteld aan antibacteriële middelen, niet sterven, maar juist herboren worden en nieuwe eigenschappen krijgen die verre van gunstig zijn voor de mensheid? Wat veroorzaakt zulke veranderingen bij micro-organismen die de oorzaak zijn van vele ziekten waar de mensheid al tientallen jaren tegen vecht?

Het is duidelijk dat de ware reden voor de ontwikkeling van antibioticaresistentie ligt in het vermogen van levende organismen om onder verschillende omstandigheden te overleven en zich daar op verschillende manieren aan aan te passen. Maar bacteriën kunnen een dodelijk projectiel in de vorm van een antibioticum, dat in theorie hun dood zou moeten betekenen, niet ontwijken. Hoe komt het dan dat ze niet alleen overleven, maar ook parallel aan de verbetering van farmaceutische technologieën verbeteren?

Het is belangrijk om te begrijpen dat als er een probleem is (in ons geval de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij pathogene micro-organismen), er ook factoren zijn die de omstandigheden daarvoor creëren. Dit is precies het probleem dat we nu zullen proberen op te lossen.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Factoren in de ontwikkeling van antibioticaresistentie

Wanneer iemand met gezondheidsklachten naar de dokter gaat, verwacht hij deskundige hulp van een specialist. Bij een luchtweginfectie of andere bacteriële infecties is het de taak van de arts om een effectief antibioticum voor te schrijven dat de ziekte niet verder laat ontwikkelen, en de benodigde dosering hiervoor te bepalen.

De arts heeft een ruime keuze aan medicijnen, maar hoe bepaal je welk medicijn je echt helpt om de infectie te bestrijden? Om het voorschrijven van een antimicrobieel medicijn te rechtvaardigen, moet je allereerst het type ziekteverwekker achterhalen. Dit wordt volgens het etiotrope concept van medicijnselectie als het meest correct beschouwd. Aan de andere kant kan dit wel 3 dagen of langer duren, terwijl tijdige therapie in de vroege stadia van de ziekte de belangrijkste voorwaarde voor een succesvolle behandeling is.

De arts heeft geen andere keuze dan in de eerste dagen na de diagnose vrijwel willekeurig te handelen om de ziekte op de een of andere manier te vertragen en te voorkomen dat deze zich naar andere organen verspreidt (empirische benadering). Bij het voorschrijven van poliklinische behandeling gaat de praktiserende arts ervan uit dat de verwekker van een bepaalde ziekte bepaalde soorten bacteriën kan zijn. Dit is de reden voor de initiële keuze van het medicijn. Het voorschrift kan worden gewijzigd afhankelijk van de resultaten van de analyse voor de verwekker.

En het is goed als het voorschrift van de arts wordt bevestigd door de testresultaten. Anders gaat er niet alleen tijd verloren. Feit is dat voor een succesvolle behandeling nog een andere noodzakelijke voorwaarde geldt: volledige deactivering (in medische terminologie is er sprake van "bestraling") van pathogene micro-organismen. Als dit niet gebeurt, zullen de overlevende microben de ziekte eenvoudigweg "overwinnen" en een soort immuniteit ontwikkelen tegen de werkzame stof van het antimicrobiële geneesmiddel dat hun "ziekte" heeft veroorzaakt. Dit is net zo natuurlijk als de aanmaak van antilichamen in het menselijk lichaam.

Het blijkt dat als het antibioticum verkeerd wordt gekozen of de dosering en het toedieningsschema van het medicijn niet effectief zijn, pathogene micro-organismen mogelijk niet sterven, maar wel kunnen veranderen of voorheen onkarakteristieke eigenschappen kunnen verwerven. Tijdens de voortplanting vormen dergelijke bacteriën hele populaties van stammen die resistent zijn tegen antibiotica van een specifieke groep, oftewel antibioticaresistente bacteriën.

Een andere factor die de vatbaarheid van pathogene micro-organismen voor de effecten van antibacteriële middelen negatief beïnvloedt, is het gebruik van AMP in de veehouderij en de diergeneeskunde. Het gebruik van antibiotica in deze sectoren is niet altijd gerechtvaardigd. Bovendien wordt de identificatie van de ziekteverwekker in de meeste gevallen niet of te laat uitgevoerd, omdat antibiotica voornamelijk worden gebruikt om dieren in een vrij ernstige toestand te behandelen, wanneer de tijd dringt en het niet mogelijk is om op testresultaten te wachten. En in het dorp heeft de dierenarts niet altijd die mogelijkheid, dus handelt hij "blind".

Maar dat zou niets zijn, ware het niet dat er een ander groot probleem is: de menselijke mentaliteit, wanneer iedereen zijn eigen dokter is. Bovendien verergeren de ontwikkeling van informatietechnologie en de mogelijkheid om de meeste antibiotica zonder doktersrecept te kopen dit probleem alleen maar. En als we bedenken dat we meer onbevoegde autodidactische artsen hebben dan artsen die strikt de voorschriften en aanbevelingen van de dokter opvolgen, dan wordt het probleem steeds mondialer.

In ons land wordt de situatie verergerd door het feit dat de meeste mensen financieel insolvent blijven. Ze hebben niet de mogelijkheid om effectieve maar dure nieuwe generatie medicijnen te kopen. In dat geval vervangen ze het doktersrecept door goedkopere, oude analogen of medicijnen die worden aanbevolen door hun beste vriend of alwetende vriend.

"Het heeft mij geholpen, en het zal jou ook helpen!" - kun je dat tegenspreken als die woorden uit de mond komen van een buurman die wijs is, een rijke levenservaring heeft en de oorlog heeft meegemaakt? En weinig mensen denken dat ziekteverwekkende micro-organismen zich dankzij belezen en goedgelovige mensen zoals wij allang hebben aangepast om te overleven onder invloed van medicijnen die in het verleden werden aanbevolen. En wat opa 50 jaar geleden hielp, kan in onze tijd ineffectief blijken te zijn.

En wat te zeggen over reclame en de onverklaarbare drang van sommige mensen om innovaties op zichzelf uit te proberen zodra een ziekte met passende symptomen zich voordoet? En waarom al die artsen, als er zulke fantastische medicijnen bestaan waar we via kranten, tv-schermen en internetpagina's over lezen? Alleen de tekst over zelfmedicatie is zo saai geworden dat er nu weinig mensen meer aandacht aan besteden. En volkomen tevergeefs!

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Mechanismen van antibioticaresistentie

Antibioticaresistentie is de laatste tijd het grootste probleem geworden in de farmaceutische industrie, die antimicrobiële geneesmiddelen ontwikkelt. Het is namelijk kenmerkend voor bijna alle bekende bacteriesoorten, waardoor antibiotica steeds minder effectief worden. Veelvoorkomende ziekteverwekkers zoals stafylokokken, E. coli, Pseudomonas aeruginosa en Proteus hebben resistente stammen die vaker voorkomen dan hun voorouders, die wel gevoelig zijn voor antibiotica.

Resistentie tegen verschillende groepen antibiotica, en zelfs tegen individuele geneesmiddelen, ontwikkelt zich verschillend. De vertrouwde penicillines en tetracyclines, evenals nieuwere ontwikkelingen in de vorm van cefalosporinen en aminoglycosiden, worden gekenmerkt door een langzame ontwikkeling van antibioticaresistentie, en hun therapeutische werking neemt daarmee parallel af. Dat geldt niet voor dergelijke geneesmiddelen, waarvan de werkzame stoffen streptomycine, erytromycine, rimfampicine en lincomycine zijn. Resistentie tegen deze geneesmiddelen ontwikkelt zich snel, waardoor het voorschrift zelfs tijdens de behandeling moet worden aangepast, zonder te wachten tot de behandeling is afgerond. Hetzelfde geldt voor oleandomycine en fusidine.

Dit alles geeft aanleiding om aan te nemen dat de mechanismen voor de ontwikkeling van antibioticaresistentie tegen verschillende geneesmiddelen aanzienlijk verschillen. Laten we proberen te achterhalen welke eigenschappen van bacteriën (natuurlijk of verworven) antibiotica verhinderen hun straling te produceren, zoals oorspronkelijk de bedoeling was.

Laten we eerst definiëren dat resistentie bij bacteriën natuurlijk kan zijn (beschermende functies die ze aanvankelijk hebben) en verworven, zoals we hierboven hebben besproken. Tot nu toe hebben we het vooral gehad over echte antibioticaresistentie die samenhangt met de kenmerken van het micro-organisme, en niet met de verkeerde keuze of het voorschrijven van het medicijn (in dit geval hebben we het over valse antibioticaresistentie).

Elk levend wezen, inclusief protozoa, heeft zijn eigen unieke structuur en enkele eigenschappen die het in staat stellen te overleven. Dit alles is genetisch bepaald en wordt van generatie op generatie doorgegeven. Natuurlijke resistentie tegen specifieke werkzame stoffen van antibiotica is eveneens genetisch bepaald. Bovendien is resistentie bij verschillende soorten bacteriën gericht tegen een bepaald type medicijn, waardoor er verschillende groepen antibiotica worden ontwikkeld die een specifiek type bacterie beïnvloeden.

De factoren die natuurlijke resistentie bepalen, kunnen verschillen. Zo kan de structuur van het eiwitomhulsel van een micro-organisme zodanig zijn dat een antibioticum er niet tegen kan. Maar antibiotica kunnen alleen het eiwitmolecuul aantasten, vernietigen en de dood van het micro-organisme veroorzaken. Bij de ontwikkeling van effectieve antibiotica moet rekening worden gehouden met de structuur van de eiwitten van de bacteriën waartegen het medicijn is gericht.

Zo ontstaat bijvoorbeeld de resistentie van stafylokokken tegen aminoglycosiden doordat aminoglycosiden niet door het microbiële membraan kunnen dringen.

Het gehele oppervlak van de microbe is bedekt met receptoren, waarvan sommige AMP's binden. Een klein aantal geschikte receptoren, of hun volledige afwezigheid, leidt ertoe dat er geen binding plaatsvindt en de antibacteriële werking dus afwezig is.

Onder andere receptoren zijn er die dienen als een soort baken voor het antibioticum en de locatie van de bacterie aangeven. De afwezigheid van dergelijke receptoren stelt het micro-organisme in staat zich te verbergen voor gevaar in de vorm van AMP, een soort vermomming.

Sommige micro-organismen hebben een natuurlijk vermogen om actief AMP uit de cel te verwijderen. Dit vermogen wordt efflux genoemd en kenmerkt de resistentie van Pseudomonas aeruginosa tegen carbapenems.

Biochemisch mechanisme van antibioticaresistentie

Naast de hierboven genoemde natuurlijke mechanismen voor de ontwikkeling van antibioticaresistentie, is er nog een ander mechanisme. Dit mechanisme hangt niet zozeer samen met de structuur van de bacteriële cel, maar met de functionaliteit ervan.

Feit is dat de bacteriën in het lichaam enzymen kunnen produceren die een negatief effect kunnen hebben op de moleculen van de werkzame stof van AMP en de effectiviteit ervan kunnen verminderen. Bacteriën ondervinden ook hinder van de interactie met een dergelijk antibioticum; hun werking wordt merkbaar verzwakt, wat de schijn wekt van herstel van de infectie. De patiënt blijft echter nog enige tijd na het zogenaamde "herstel" drager van de bacteriële infectie.

In dit geval hebben we te maken met een modificatie van het antibioticum, waardoor het inactief wordt tegen dit type bacterie. De enzymen die door verschillende bacteriesoorten worden geproduceerd, kunnen verschillen. Stafylokokken worden gekenmerkt door de synthese van bètalactamase, wat een breuk in de lacteemring van penicilline-antibiotica veroorzaakt. De productie van acetyltransferase kan de resistentie van gramnegatieve bacteriën tegen onder andere chlooramfenicol verklaren.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Verworven antibioticaresistentie

Bacteriën zijn, net als andere organismen, niet immuun voor evolutie. Als reactie op "militaire" acties tegen hen kunnen micro-organismen hun structuur veranderen of een zodanige hoeveelheid enzym gaan synthetiseren dat het medicijn niet alleen de effectiviteit ervan vermindert, maar het zelfs volledig vernietigt. Actieve productie van alaninetransferase maakt "cycloserine" bijvoorbeeld onwerkzaam tegen bacteriën die het in grote hoeveelheden produceren.

Antibioticaresistentie kan ook ontstaan als gevolg van een wijziging in de celstructuur van een eiwit dat tevens de receptor is waaraan het AMP zou moeten binden. Dit betekent dat dit type eiwit afwezig kan zijn op het bacteriële chromosoom of zijn eigenschappen kan veranderen, waardoor de verbinding tussen de bacterie en het antibioticum onmogelijk wordt. Het verlies of de wijziging van het penicillinebindende eiwit veroorzaakt bijvoorbeeld ongevoeligheid voor penicillines en cefalosporines.

Door de ontwikkeling en activering van beschermende functies in bacteriën die eerder zijn blootgesteld aan de vernietigende werking van een bepaald type antibioticum, verandert de permeabiliteit van het celmembraan. Dit kan worden bereikt door de kanalen te verkleinen waardoor de werkzame stoffen van AMP de cel kunnen binnendringen. Deze eigenschap zorgt ervoor dat streptokokken ongevoelig zijn voor bètalactamantibiotica.

Antibiotica kunnen het cellulaire metabolisme van bacteriën beïnvloeden. Als reactie hierop hebben sommige micro-organismen geleerd om chemische reacties die door antibiotica worden beïnvloed, te vermijden. Dit is ook een apart mechanisme voor de ontwikkeling van antibioticaresistentie, dat constante monitoring vereist.

Soms gebruiken bacteriën een trucje. Door zich te hechten aan een dichte substantie, verenigen ze zich tot gemeenschappen die biofilms worden genoemd. Binnen de gemeenschap zijn ze minder gevoelig voor antibiotica en kunnen ze gemakkelijk doses verdragen die dodelijk zijn voor een enkele bacterie die buiten de 'collectieve' groep leeft.

Een andere optie is het verenigen van micro-organismen in groepen op het oppervlak van een semi-vloeibaar medium. Zelfs na celdeling blijft een deel van de bacteriële 'familie' binnen de 'groep', die niet wordt aangetast door antibiotica.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

Antibioticaresistentiegenen

Er bestaan concepten van genetische en niet-genetische resistentie tegen geneesmiddelen. We behandelen de laatste wanneer we bacteriën beschouwen met een inactief metabolisme, die zich onder normale omstandigheden niet voortplanten. Zulke bacteriën kunnen antibioticaresistentie ontwikkelen tegen bepaalde soorten geneesmiddelen, maar deze eigenschap wordt niet doorgegeven aan hun nakomelingen, omdat deze niet genetisch bepaald is.

Dit is typerend voor pathogene micro-organismen die tuberculose veroorzaken. Iemand kan besmet raken en de ziekte jarenlang niet vermoeden, totdat zijn immuunsysteem om de een of andere reden faalt. Dit is de aanleiding voor de voortplanting van mycobacteriën en de progressie van de ziekte. Maar dezelfde medicijnen worden gebruikt voor de behandeling van tuberculose, omdat de bacteriële nakomelingen er nog steeds gevoelig voor blijven.

Hetzelfde geldt voor het verlies van eiwitten in de celwand van micro-organismen. Laten we nog eens terugdenken aan bacteriën die gevoelig zijn voor penicilline. Penicillines remmen de synthese van eiwitten die gebruikt worden voor de opbouw van het celmembraan. Onder invloed van penicilline-achtige AMP's kunnen micro-organismen hun celwand verliezen, waarvan het bouwmateriaal penicilline-bindende eiwitten zijn. Zulke bacteriën worden resistent tegen penicillines en cefalosporines, die nu niets meer hebben om zich aan te binden. Dit is een tijdelijk fenomeen, dat niet gepaard gaat met genmutatie en de overerving van het gemodificeerde gen. Met het verschijnen van de celwand die kenmerkend is voor eerdere populaties, verdwijnt de antibioticaresistentie bij dergelijke bacteriën.

Genetische antibioticaresistentie treedt op wanneer er op genniveau veranderingen optreden in cellen en de stofwisseling daarin. Genmutaties kunnen leiden tot veranderingen in de structuur van het celmembraan, de productie van enzymen die bacteriën beschermen tegen antibiotica, en ook het aantal en de eigenschappen van bacteriële celreceptoren veranderen.

Er zijn twee manieren waarop gebeurtenissen zich ontwikkelen: chromosomaal en extrachromosomaal. Als er een genmutatie optreedt in het chromosoomgedeelte dat verantwoordelijk is voor de gevoeligheid voor antibiotica, wordt dit chromosomale antibioticaresistentie genoemd. Een dergelijke mutatie zelf komt zeer zelden voor; meestal wordt deze veroorzaakt door de werking van geneesmiddelen, maar ook weer niet altijd. Het is erg moeilijk om dit proces te beheersen.

Chromosomale mutaties kunnen van generatie op generatie worden doorgegeven, waardoor geleidelijk bepaalde stammen (variëteiten) van bacteriën ontstaan die resistent zijn tegen een bepaald antibioticum.

Extrachromosomale antibioticaresistentie wordt veroorzaakt door genetische elementen die zich buiten de chromosomen bevinden en plasmiden worden genoemd. Deze elementen bevatten genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van enzymen en de permeabiliteit van de bacteriewand.

Antibioticaresistentie is meestal het gevolg van horizontale genoverdracht, waarbij een bacterie genen doorgeeft aan andere bacteriën die geen afstammelingen van de bacterie zijn. Soms worden echter ook niet-gerelateerde puntmutaties waargenomen in het genoom van de ziekteverwekker (grootte 1 op 108 per kopieerproces van het DNA van de moedercel, wat wordt waargenomen tijdens chromosoomreplicatie).

Zo beschreven wetenschappers uit China in het najaar van 2015 het MCR-1-gen, dat is aangetroffen in de darmen van varkens en varkens. Het bijzondere aan dit gen is de mogelijkheid tot overdracht op andere organismen. Na verloop van tijd werd hetzelfde gen niet alleen in China aangetroffen, maar ook in andere landen (de VS, Engeland, Maleisië en Europese landen).

Antibioticaresistentiegenen kunnen de productie stimuleren van enzymen die voorheen niet door bacteriën werden geproduceerd. Bijvoorbeeld het NDM-1-enzym (metallo-bèta-lactamase 1), dat in 2008 werd ontdekt in Klebsiella pneumoniae-bacteriën. Het werd voor het eerst aangetroffen in bacteriën uit India. Maar in de daaropvolgende jaren werd het enzym dat antibioticaresistentie tegen de meeste AMP's biedt, ook aangetroffen in micro-organismen in andere landen (Groot-Brittannië, Pakistan, de VS, Japan en Canada).

Pathogene micro-organismen kunnen resistentie vertonen tegen zowel bepaalde geneesmiddelen of groepen antibiotica als tegen verschillende groepen geneesmiddelen. Er is sprake van kruisresistentie, waarbij micro-organismen ongevoelig worden voor geneesmiddelen met een vergelijkbare chemische structuur of werkingsmechanisme op bacteriën.

Antibioticaresistentie van stafylokokken

Stafylokokkeninfecties worden beschouwd als een van de meest voorkomende infecties die in de gemeenschap worden opgelopen. Zelfs in ziekenhuizen kunnen echter zo'n 45 verschillende stafylokokkenstammen op de oppervlakken van diverse voorwerpen worden aangetroffen. Dit betekent dat de bestrijding van deze infecties bijna de primaire taak is van zorgprofessionals.

De moeilijkheid van deze taak is dat de meeste stammen van de meest pathogene stafylokokken, Staphylococcus epidermidis en Staphylococcus aureus, resistent zijn tegen veel soorten antibiotica. En het aantal van dergelijke stammen neemt elk jaar toe.

Het vermogen van stafylokokken om meerdere genetische mutaties te ondergaan, afhankelijk van hun leefgebied, maakt ze vrijwel onkwetsbaar. Mutaties worden doorgegeven aan hun nakomelingen, en in korte tijd ontstaan er hele generaties antimicrobieel resistente infectieuze agentia uit het geslacht stafylokokken.

Het grootste probleem wordt gevormd door de meticilline-resistente stammen, die niet alleen resistent zijn tegen bètalactams (β-lactam antibiotica: bepaalde subgroepen van penicillines, cefalosporines, carbapenems en monobactams), maar ook tegen andere typen AMP: tetracyclines, macroliden, lincosamiden, aminoglycosiden, fluorchinolonen, chlooramfenicol.

Lange tijd kon de infectie alleen worden bestreden met behulp van glycopeptiden. Momenteel wordt het probleem van antibioticaresistentie van dergelijke stafylokokkenstammen opgelost door een nieuw type AMP: oxazolidinonen, waarvan linezolid een prominente vertegenwoordiger is.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]

Methoden voor het bepalen van antibioticaresistentie

Bij de ontwikkeling van nieuwe antibacteriële geneesmiddelen is het van groot belang om hun eigenschappen duidelijk te definiëren: hoe ze werken en tegen welke bacteriën ze effectief zijn. Dit kan alleen worden vastgesteld door middel van laboratoriumonderzoek.

Er zijn verschillende methoden om antibioticaresistentie te testen. De populairste zijn:

• De schijfmethode, of diffusie van AMP in agar volgens Kirby-Bayer
• Seriële verdunningsmethode
• Genetische identificatie van mutaties die resistentie tegen medicijnen veroorzaken.

De eerste methode wordt momenteel als de meest gangbare beschouwd vanwege de lage kosten en eenvoudige implementatie. De essentie van de schijfmethode is dat de bacteriestammen die als resultaat van onderzoek zijn geïsoleerd, in een voedingsmedium met voldoende dichtheid worden geplaatst en bedekt met papieren schijfjes die gedrenkt zijn in een AMP-oplossing. De concentratie van het antibioticum op de schijfjes verschilt, waardoor er een concentratiegradiënt kan worden waargenomen wanneer het geneesmiddel in de bacteriële omgeving diffundeert. De grootte van de zone zonder micro-organismengroei kan worden gebruikt om de activiteit van het geneesmiddel te beoordelen en de effectieve dosering te berekenen.

Een variant op de schijfmethode is de E-test. Hierbij worden in plaats van schijven polymeerplaatjes gebruikt, waarop een bepaalde concentratie antibioticum wordt aangebracht.

Nadelen van deze methoden zijn onder meer de onnauwkeurigheid van de berekeningen, die samenhangt met de afhankelijkheid van de concentratiegradiënt van verschillende omstandigheden (dichtheid van het medium, temperatuur, zuurtegraad, calcium- en magnesiumgehalte, enz.).

De seriële verdunningsmethode is gebaseerd op het creëren van verschillende varianten van een vloeibaar of vast medium met verschillende concentraties van het te onderzoeken geneesmiddel. Elke variant wordt gevuld met een bepaalde hoeveelheid van het te onderzoeken bacteriële materiaal. Aan het einde van de incubatieperiode wordt de groei van bacteriën (of de afwezigheid ervan) beoordeeld. Deze methode maakt het mogelijk om de minimale effectieve dosis van het geneesmiddel te bepalen.

De methode kan worden vereenvoudigd door als monster slechts 2 media te nemen, waarvan de concentratie zo dicht mogelijk bij de minimale concentratie ligt die nodig is om bacteriën te inactiveren.

De seriële verdunningsmethode wordt terecht beschouwd als de gouden standaard voor het vaststellen van antibioticaresistentie. Vanwege de hoge kosten en arbeidsintensiviteit is deze methode echter niet altijd toepasbaar in de binnenlandse farmacologie.

Met de mutatie-identificatiemethode wordt inzicht verkregen in de aanwezigheid van gewijzigde genen in een bepaalde bacteriestam die bijdragen aan de ontwikkeling van antibioticaresistentie tegen specifieke geneesmiddelen. Op die manier kunnen nieuwe situaties worden gesystematiseerd, rekening houdend met de gelijkenis van fenotypische verschijnselen.

Deze methode wordt gekenmerkt door de hoge kosten van testsystemen voor de implementatie. De waarde ervan voor het voorspellen van genetische mutaties in bacteriën is echter onmiskenbaar.

Hoe effectief de bovenstaande methoden voor het bestuderen van antibioticaresistentie ook zijn, ze kunnen niet volledig het beeld weergeven dat zich in een levend organisme zal ontvouwen. En als we er ook rekening mee houden dat ieders lichaam uniek is en de processen van distributie en metabolisme van geneesmiddelen daarin verschillend kunnen verlopen, kan het experimentele beeld sterk afwijken van de werkelijkheid.

Manieren om antibioticaresistentie te overwinnen

Hoe goed een medicijn ook is, gezien onze huidige houding ten opzichte van behandelingen, kunnen we niet uitsluiten dat de gevoeligheid van pathogene micro-organismen ervoor op een gegeven moment verandert. De ontwikkeling van nieuwe medicijnen met dezelfde werkzame stoffen lost het probleem van antibioticaresistentie evenmin op. Bovendien neemt de gevoeligheid van micro-organismen voor nieuwe generaties medicijnen geleidelijk af door frequente onterechte of onjuiste voorschriften.

Een doorbraak in dit opzicht is de uitvinding van gecombineerde geneesmiddelen, die beschermd worden genoemd. Hun gebruik is gerechtvaardigd met betrekking tot bacteriën die enzymen produceren die destructief zijn voor conventionele antibiotica. Bescherming van populaire antibiotica wordt bereikt door speciale stoffen in de samenstelling van het nieuwe geneesmiddel op te nemen (bijvoorbeeld remmers van enzymen die gevaarlijk zijn voor een bepaald type AMP), die de productie van deze enzymen door bacteriën stoppen en voorkomen dat het geneesmiddel via een membraanpomp uit de cel wordt verwijderd.

Clavulaanzuur of sulbactam worden vaak gebruikt als bètalactamaseremmers. Ze worden toegevoegd aan bètalactamantibiotica, waardoor de effectiviteit ervan toeneemt.

Momenteel worden medicijnen ontwikkeld die niet alleen individuele bacteriën kunnen beïnvloeden, maar ook bacteriën die zich in groepen hebben verenigd. De strijd tegen bacteriën in een biofilm kan pas worden gevoerd nadat deze is vernietigd en organismen die voorheen door chemische signalen met elkaar verbonden waren, zijn vrijgelaten. Wat betreft de mogelijkheid om een biofilm te vernietigen, overwegen wetenschappers medicijnen zoals bacteriofagen.

De strijd tegen andere bacteriële “groepen” wordt uitgevoerd door ze over te brengen naar een vloeibare omgeving, waar de micro-organismen afzonderlijk gaan bestaan en nu met conventionele medicijnen kunnen worden bestreden.

Wanneer artsen te maken krijgen met resistentie tijdens de behandeling met het medicijn, lossen ze dit op door verschillende medicijnen voor te schrijven die effectief zijn tegen de geïsoleerde bacteriën, maar met verschillende werkingsmechanismen op pathogene microflora. Ze gebruiken bijvoorbeeld tegelijkertijd medicijnen met een bacteriedodende en bacteriostatische werking, of vervangen het ene medicijn door een ander medicijn uit een andere groep.

Preventie van antibioticaresistentie

Het hoofddoel van antibiotische therapie is de volledige vernietiging van de populatie pathogene bacteriën in het lichaam. Deze taak kan alleen worden vervuld door het voorschrijven van effectieve antimicrobiële middelen.

De effectiviteit van het geneesmiddel wordt bepaald door het werkingsspectrum (of de geïdentificeerde ziekteverwekker tot dit spectrum behoort), het vermogen om antibioticaresistentie te overwinnen en het optimaal gekozen doseringsschema dat pathogene microflora doodt. Bovendien moet bij het voorschrijven van een geneesmiddel rekening worden gehouden met de kans op bijwerkingen en de beschikbaarheid van behandeling voor elke individuele patiënt.

Het is onmogelijk om al deze aspecten in een empirische benadering van de behandeling van bacteriële infecties mee te nemen. Hoge professionaliteit van de arts en constante monitoring van informatie over infecties en effectieve medicijnen om deze te bestrijden, zijn vereist om te voorkomen dat het voorschrijven onterecht is en leidt tot de ontwikkeling van antibioticaresistentie.

Door de oprichting van medische centra die zijn uitgerust met geavanceerde apparatuur, is het mogelijk om etiotrope behandelingen uit te voeren. Daarbij wordt de ziekteverwekker in een kortere tijd eerst geïdentificeerd en kan vervolgens een effectief medicijn worden voorgeschreven.

Preventie van antibioticaresistentie kan ook worden beschouwd als controle op het voorschrijven van medicijnen. Zo is het voorschrijven van antibiotica bij ARVI op geen enkele manier gerechtvaardigd, maar draagt het bij aan de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij micro-organismen die zich momenteel in een "slapende" toestand bevinden. Antibiotica kunnen namelijk een verzwakking van het immuunsysteem veroorzaken, wat op zijn beurt leidt tot de verspreiding van een bacteriële infectie die zich in het lichaam verbergt of van buitenaf binnendringt.

Het is erg belangrijk dat de voorgeschreven medicijnen overeenkomen met het te bereiken doel. Zelfs een preventief voorgeschreven medicijn moet alle eigenschappen bezitten die nodig zijn om pathogene microflora te vernietigen. Het willekeurig kiezen van een medicijn kan niet alleen het verwachte effect missen, maar de situatie ook verergeren door resistentie van een bepaald type bacterie tegen het medicijn te ontwikkelen.

Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de dosering. Kleine doses die niet effectief zijn in het bestrijden van infecties, leiden opnieuw tot de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij pathogene micro-organismen. Maar overdrijf het ook niet, want antibioticatherapie kan zeer waarschijnlijk toxische effecten en anafylactische reacties veroorzaken die levensgevaarlijk zijn voor de patiënt. Vooral als de behandeling poliklinisch wordt uitgevoerd, zonder toezicht van medisch personeel.

De media zouden mensen moeten wijzen op de gevaren van zelfmedicatie met antibiotica, evenals op onvoltooide behandelingen, waarbij bacteriën niet afsterven, maar alleen minder actief worden door een ontwikkeld mechanisme van antibioticaresistentie. Goedkope, niet-geregistreerde medicijnen, die door illegale farmaceutische bedrijven worden gepresenteerd als goedkope analogen van bestaande medicijnen, hebben hetzelfde effect.

Een zeer effectieve maatregel om antibioticaresistentie te voorkomen, wordt beschouwd als constante monitoring van bestaande infectieuze agentia en de ontwikkeling van antibioticaresistentie daar, niet alleen op districts- of regionaal niveau, maar ook op nationaal (en zelfs mondiaal) niveau. Helaas kunnen we daar alleen maar van dromen.

In Oekraïne bestaat geen infectiecontrolesysteem als zodanig. Er zijn slechts enkele bepalingen aangenomen, waaronder één (al in 2007!), betreffende verloskundige ziekenhuizen, die voorziet in de invoering van verschillende methoden voor het monitoren van ziekenhuisinfecties. Maar wederom draait alles om financiën, en dergelijke studies worden over het algemeen niet lokaal uitgevoerd, laat staan door artsen uit andere takken van de geneeskunde.

In de Russische Federatie werd het probleem van antibioticaresistentie met meer verantwoordelijkheid aangepakt, en het project "Kaart van de antimicrobiële resistentie van Rusland" is daar het bewijs van. Grote organisaties zoals het Onderzoeksinstituut voor Antimicrobiële Chemotherapie, de Interregionale Vereniging voor Microbiologie en Antimicrobiële Chemotherapie, en het Wetenschappelijk en Methodologisch Centrum voor de Monitoring van Antimicrobiële Resistentie, opgericht op initiatief van het Federaal Agentschap voor Volksgezondheid en Maatschappelijke Ontwikkeling, hielden zich bezig met onderzoek op dit gebied, verzamelden informatie en systematiseerden deze om de kaart van antibioticaresistentie te vullen.

De informatie die binnen het project wordt verstrekt, wordt voortdurend bijgewerkt en is beschikbaar voor alle gebruikers die informatie nodig hebben over onderwerpen als antibioticaresistentie en effectieve behandeling van infectieziekten.

Het besef hoe relevant het is om de gevoeligheid van pathogene micro-organismen te verminderen en een oplossing voor dit probleem te vinden, wordt geleidelijk groter. Maar dit is al de eerste stap naar een effectieve bestrijding van het probleem dat "antibioticaresistentie" heet. En deze stap is buitengewoon belangrijk.