Madame Lelica

dușmani mici și prieteni

bacteriile sunt foarte importante pentru noi. Ei trăiesc pe noi și în interiorul nostru și îi folosim pentru a obține anumiți nutrienți din alimente, printre multe alte lucruri (citiți mai multe în acest articol Young Minds; nu suntem niciodată singuri: trăind cu Microbiota umană ). Dar unele bacterii, numite agenți patogeni, pot provoca, de asemenea, infecții, iar unii agenți patogeni pot fi foarte periculoși. Bacteriile patogene sunt unul dintre subiectele principale ale microbiologiei , care este studiul microorganismelor: forme minuscule de viață care nu pot fi văzute cu ochiul liber., Microbiologii s-au confruntat cu aceleași întrebări de când au fost descoperite bacteriile. Cum infectează bacteriile oamenii și, cel mai important, există ceva care poate fi făcut pentru a-i opri?o bacterie individuală poate fi văzută doar cu un microscop. Cu toate acestea, majoritatea bacteriilor cresc bine într-un mediu cu o mulțime de nutrienți, iar bulionii foarte bogați în nutrienți (cunoscuți și sub denumirea de mediu lichid) pot fi folosiți pentru a crește bacteriile ., Dacă un tub de testare cu bulion steril și un număr mic de bacterii din acesta este incubat la o anumită temperatură, lichidul va deveni tulbure în câteva ore și poate chiar schimba culoarea. Dacă în bulion se adaugă o substanță asemănătoare cu jeleu și amestecul este încălzit pentru a topi jeleul, această substanță poate fi apoi turnată pe plăci (cunoscute și sub denumirea de vase Petri) pentru a se răci, veți obține un jeleu bogat în nutrienți cunoscut și sub denumirea de mediu solid. Bacteriile pot fi cultivate pe suprafața unui mediu solid. Dacă adăugăm suficiente bacterii, acestea vor acoperi întreaga suprafață a jeleului bogat în nutrienți., Dacă bacteriile sunt diluate și răspândite suficient pe farfurie, o bacterie individuală se va replica atât de mult încât va produce în cele din urmă un grup mare de bacterii vizibile cu ochiul liber, pe care o numim colonie bacteriană. Dacă sursa originală de bacterii conținea mai mult de un tip, coloniile de diferite tipuri de bacterii ar putea crește pe mediul solid. Când atingem doar una dintre acele colonii cu un obiect steril și trecem bacteriile într-un mediu lichid sau solid steril, putem produce o cultură pură, care ar trebui să conțină doar un singur tip de bacterii ., În mod obișnuit, microbiologii lucrează cu culturi pure pentru a putea ajunge la concluzii clare din experimentele lor cu un singur tip de bacterii. Cu toate acestea, dacă munca lor nu se face în condiții sterile, tuburile și plăcile pot fi contaminate de alte bacterii sau chiar de unele ciuperci microscopice care trăiesc în mediu. Dacă se întâmplă acest lucru, majoritatea microbiologilor renunță la acea cultură și încep din nou. Dar Fleming era diferit de majoritatea microbiologilor.în dimineața zilei de luni, 3 septembrie 1928, Fleming se întorcea dintr-o vacanță de familie., Înainte de a pleca în vacanță, Fleming lucra cu un agent patogen foarte comun: Staphylococcus aureus. Fleming a lăsat niște vase Petri de sticlă pe banca sa de laborator, cu aceste bacterii crescând pe suprafața mediului solid. De obicei, aceste plăci ar fi sterilizate de un tehnician de laborator pentru a le reutiliza în alte experimente. Cu toate acestea, Fleming a avut întotdeauna o privire finală asupra tuturor experimentelor sale înainte de a le arunca, chiar dacă au fost ținute săptămâni întregi pe bancă (figura 1a). El ar trage aleatoriu mostre din teancul de plăci pentru a vedea dacă sa întâmplat ceva interesant în ultimele câteva săptămâni., Deoarece laboratorul său era destul de primitiv, Fleming avea în mod obișnuit contaminări pe plăcile sale, care erau adesea cauzate de drojdii și mucegaiuri din mediul înconjurător. Dar o farfurie arăta foarte diferit, și când a observat că placa, el a spus faimos”, care este amuzant….”Placa a fost inoculată cu o cultură densă de bacterii, dar a fost, de asemenea, contaminată cu o ciupercă microscopică care a creat o colonie mare pe partea laterală a plăcii. Ceea ce a fost neobișnuit a fost faptul că bacteriile nu au putut să crească în zona apropiată de Colonia fungică., A existat o zonă perfect vizibilă în jurul ciupercii care era complet lipsită de bacterii; astăzi, numim aceasta o zonă de inhibiție (figura 1b). Prin urmare, Fleming a descoperit că o ciupercă (Penicillium notatum) producea ceva care a ucis Staphylococcus aureus, un agent patogen periculos. Fleming tocmai descoperise un antibiotic și, la început, a numit acest „suc de mucegai” .

La acel moment, nici Fleming, nici colegii sai au crezut că această descoperire ar putea avea vreo importanță reală, și de reală importanță a fost demonstrată mai mult de un deceniu mai târziu. Cu toate acestea, Fleming tocmai descoperise războiul biologic care există între diferite microorganisme care luptă pentru spațiu într-un mediu bogat în nutrienți . Fleming nu a creat penicilină, el a observat că o colonie a unei ciuperci microscopice a produs penicilină ca o modalitate de a concura cu bacteriile pentru substanțele nutritive de pe o placă aproape aruncată., De atunci, microbiologii au căutat în natură noi antibiotice, pentru a testa dacă alte microorganisme pot produce antibiotice, iar această abordare a avut un mare succes. Odată identificată o nouă substanță antimicrobiană, substanța respectivă este purificată și poate fi modificată chimic pentru a facilita producerea noului antibiotic în cantități mari sau pentru a crea noi versiuni ale substanței originale. Încă căutăm noi antibiotice și oricine poate face parte din acest lucru prin inițiative precum „tampon și trimitere” .

cum acționează penicilina?,

modul în care penicilina funcționează pentru a inhiba creșterea bacteriilor nu a fost înțeles până în 1980. Acum știm că penicilina inhibă activitatea anumitor enzime din bacterii numite proteine de legare a penicilinei (PBPs), care sunt esențiale pentru majoritatea bacteriilor pentru a crea un perete care să le acopere celulele. Fără acel perete, celulele bacteriene sunt mult mai expuse mediului și pot muri foarte ușor atunci când mediul se schimbă. În prezența penicilinei, bacteriile nu pot produce acest perete celular pentru a se proteja și mor., Penicilina face parte dintr-o familie de antibiotice similare numite β-lactame și multe bacterii devin rezistente la β-lactame fie prin producerea de enzime care degradează aceste antibiotice, fie prin achiziționarea de versiuni modificate ale PBPs care nu se mai leagă de penicilină .ceea ce Fleming a prezis, de asemenea, în timpul discursului său de acceptare a Premiului Nobel în 1945 a fost că bacteriile pot deveni rezistente la antibiotice. Acest lucru se întâmplă doar datorită evoluției, deoarece bacteriile se pot adapta foarte repede pentru a depăși orice obstacol care le limitează creșterea., Schimbările care ajută bacteriile să se adapteze pot fi determinate de mutații aleatorii în ADN—ul lor, iar procesul este foarte rapid-aproape că puteți vedea acest lucru în timp real! . În plus, multe dintre microorganismele care produc antibiotice au, de asemenea, gene care le fac rezistente la aceste antibiotice. Bacteriile sunt foarte bune la dobândirea ADN-ului de la alte organisme, pentru a obține noi abilități. Aceasta se numește transfer de gene orizontal . Dacă bacteriile patogene dobândesc genele pentru a le face rezistente la un anumit antibiotic, acel antibiotic devine inutil în clinică., Pentru a preveni rezistența la antibiotice, antibioticele trebuie utilizate numai atunci când este necesar (de exemplu, virusurile nu pot fi ucise de antibiotice, deci nu trebuie luate pentru infecții virale), trebuie utilizată doza corectă (deoarece o doză prea mică poate ajuta la crearea tulpinilor rezistente) și ar trebui să luăm antibiotice pe întreaga perioadă în care sunt prescrise, pentru a ne asigura că ucidem toate bacteriile care cauzează infecția. Dacă nu facem acești pași, am putea ajuta la răspândirea rezistenței la antibiotice, iar aceasta este o problemă uriașă., De fapt, cei mai periculoși agenți patogeni bacterieni devin rezistenți la multe antibiotice . Companiile producătoare de medicamente își pierd interesul pentru dezvoltarea de noi antibiotice, deoarece este posibil ca aceste medicamente să nu fie profitabile pe măsură ce rezistența la antibiotice crește. În consecință, rata la care sunt descoperite noi antibiotice nu este suficient de rapidă pentru a face față apariției unor agenți patogeni noi, rezistenți la antibiotice. S-ar putea să ne întoarcem în curând la o epocă pre-antibiotică, în care persoanele infectate cu bacterii nu au putut fi tratate eficient.,

concluzie

descoperirea penicilinei a fost posibilă numai într-un laborator în care contaminările erau frecvente. Șansa a jucat cu siguranță un rol în descoperirea primului antibiotic, dar antrenamentul și practica de laborator a lui Fleming au fost esențiale pentru el pentru a identifica unul dintre cele mai importante medicamente din istoria umană. Din păcate, datorită rezistenței la antibiotice, microbiologii se află într-o cursă cu agenți patogeni bacterieni pentru a găsi noi modalități de tratare a infecțiilor., Astăzi, avem o mai bună înțelegere a modului în care agenții patogeni interacționează cu gazdele lor, cum funcționează antimicrobienele și care sunt mecanismele rezistenței la antibiotice. Dar, chiar și la 90 de ani de la descoperirea penicilinei, este încă mult mai multă muncă necesară pentru combaterea crizei actuale a antibioticelor. Puteți face parte din aceasta participând la inițiativa tampon și trimitere!

Glosar

patogen: un microorganism care invadează organismul și provoacă o infecție.Petri Dish: un vas de sticlă sau plastic cu un capac folosit pentru cultura celulelor vii.,

colonie bacteriană: grup de celule bacteriene care cresc împreună pe suprafața unui mediu solid care sunt vizibile cu ochiul liber.

zona de inhibare: zona care înconjoară sursa unui antibiotic în care coloniile bacteriene nu cresc.

Conflict de interese

autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.în 2018, Madigan, T. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M. și Stahl, D. A. 2018. Brock Biologia microorganismelor. Al 15-lea Edn., Pearson.

maro, K. 2017. Omul cu penicilină, Alexander Fleming și Revoluția antibiotică. Cheltenham: Istoria Presei.

tampon și trimite inițiativă. Disponibil online la: https://www.lstmed.ac.uk/public-engagement/swab-send