Perché la resistenza è comune negli antibiotici, ma rara nei vaccini

Perché la resistenza è comune negli antibiotici, ma rara nei vacciniLa resistenza agli antibiotici è un problema mondiale nella misura in cui esiste un grave rischio che presto diventino infezioni comuni intrattabile. Nel frattempo, i vaccini si sono sviluppati quasi un secolo fa ci proteggono ancora da malattie mortali. Cosa potrebbe spiegare questa differenza?

I batteri hanno sviluppato resistenza a ogni antibiotico mai sviluppato. A volte questo accadeva subito dopo l'introduzione di un antibiotico. Ci è voluto solo sei anni per la resistenza alla penicillina, il primo antibiotico, a diffondersi negli ospedali britannici.

Ma la resistenza contro i vaccini ha solo è successo raramente. E i vaccini ci hanno aiutato a debellare il vaiolo e, si spera, presto anche la poliomielite. Uno studio precedente ha proposto due argomenti convincenti per spiegare questo fenomeno, evidenziando differenze cruciali tra i meccanismi dei farmaci e dei vaccini.

Ma prima, spieghiamo cosa intendiamo per resistenza e come si origina. Durante un'infezione, virus e batteri si moltiplicano rapidamente. Nel processo, copiano il loro materiale genetico milioni di volte. Mentre lo fai, spesso si verificano errori, con ogni errore che altera leggermente i loro genomi. Questi errori sono chiamati mutazioni.

Il più delle volte, le mutazioni hanno poco o nessun effetto o sono altamente dannose per l'efficacia del virus. Ma a volte, molto raramente, gli agenti patogeni possono essere fortunati e una mutazione può impedire a un antibiotico di entrare in una cellula o cambiare il sito in cui un farmaco o un anticorpo si legherebbero, impedendogli di agire. Chiamiamo queste mutazioni di "resistenza" o "fuga".


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Prima differenza: numero di bersagli

I vaccini funzionano introducendo una parte innocua di un agente patogeno, chiamato antigene, nel corpo. Addestrano il nostro sistema immunitario a produrre proteine ​​a forma di Y, o anticorpi, che si legano specificamente a loro. Stimolano anche la produzione di specifici globuli bianchi chiamati cellule T, che possono distruggere le cellule infette e aiutare a produrre anticorpi.

Legandosi agli antigeni, gli anticorpi possono aiutare a distruggere i patogeni o impedire loro di entrare nelle cellule. Inoltre, il nostro sistema immunitario crea non solo un singolo anticorpo, ma fino a centinaia di anticorpi diversi, o epitopi, ciascuno mirato a parti diverse dell'antigene.

In confronto, i farmaci, come gli antibiotici o gli antivirali, sono solitamente piccole molecole che inibiscono uno specifico enzima o proteina, senza la quale un agente patogeno non può sopravvivere o replicarsi. Di conseguenza, la resistenza ai farmaci di solito richiede la mutazione di un singolo sito. D'altra parte, sebbene non impossibile, la probabilità che le mutazioni sfuggano all'evoluzione di tutti, o anche della maggior parte, epitopi presi di mira dagli anticorpi è incredibilmente piccola per la maggior parte dei vaccini.

Perché la resistenza è comune negli antibiotici, ma rara nei vaccini Mentre gli antibiotici di solito hanno un solo bersaglio, i vaccini creano più anticorpi che si legano a una parte diversa di un antigene, rendendo più difficile l'evoluzione della resistenza. Celia Souque

Con i farmaci, la riduzione della probabilità di resistenza può essere ottenuta in modo simile utilizzando diversi contemporaneamente - una strategia chiamata terapia di combinazione - che viene utilizzata per trattare l'HIV e la tubercolosi. Potresti pensare agli anticorpi nel tuo corpo che agiscono come una terapia di combinazione estremamente complessa, con centinaia di farmaci leggermente diversi, riducendo così la possibilità di evoluzione della resistenza.

Seconda differenza: numero di agenti patogeni

Un'altra differenza fondamentale tra antibiotici e vaccini è quando vengono utilizzati e quanti agenti patogeni sono presenti. Gli antibiotici sono usati per trattare un'infezione già stabilita quando milioni di agenti patogeni sono già nel corpo. Ma i vaccini sono usati come prevenzione. Gli anticorpi che creano possono agire all'inizio di un'infezione quando il numero di agenti patogeni è basso. Ciò ha conseguenze importanti, poiché la resistenza è un gioco di numeri. È improbabile che si verifichi una mutazione di resistenza durante la replicazione di alcuni patogeni, ma le probabilità aumentano con la presenza di più agenti patogeni.

Perché la resistenza è comune negli antibiotici, ma rara nei vaccini Più agenti patogeni sono presenti durante un'infezione, più è probabile che si verifichi una mutazione di resistenza. Celia Souque

Ciò non significa che la resistenza ai vaccini non si evolva mai: un buon esempio è l'influenza. Grazie al suo alto tasso di mutazione, il virus dell'influenza può accumulare rapidamente abbastanza mutazioni che gli anticorpi potrebbero non riconoscerlo più - un processo chiamato "Deriva antigenica". Questo spiega in parte perché il vaccino antinfluenzale deve essere cambiato ogni anno.

Cosa ci dice questo sui vaccini contro SARS-CoV-2? Dovremmo preoccuparci che i nuovi vaccini perdano efficacia? Fortunatamente, il nuovo coronavirus ha un meccanismo di correzione di bozze che riduce gli errori che fa durante la replica del suo genoma e significa che si verificano mutazioni molto meno frequentemente che nei virus influenzali.

Inoltre, è stato confermato che sia il file Oxford / AstraZeneca e Pfizer / Biontech i vaccini possono stimolare efficacemente gli anticorpi che si legano a più epitopi, il che dovrebbe rallentare l'evoluzione della resistenza.

Ma dovremmo comunque stare attenti. Come accennato in precedenza, i numeri contano quando si tratta di resistenza. Più virus sono in circolazione, come in una pandemia in rapida crescita, più è probabile che si possa vincere il jackpot e sviluppare mutazioni che hanno un impatto significativo sull'efficacia del vaccino. In tal caso, potrebbe essere necessaria una nuova versione del vaccino per creare anticorpi contro questi virus mutati. Questo è anche il motivo per cui cercare di mantenere basso il numero di infezioni attraverso la prevenzione e la ricerca dei contatti è fondamentale per mantenere i vaccini funzionanti il ​​più a lungo possibile.The Conversation

Circa l'autore

Celia Souque, Ricercatore post-dottorato, microbiologia, Università di Oxford e Luigi du Plessi, Ricercatore postdottorato, Università di Oxford

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Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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