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Mécanisme de pénicilline

La pénicilline est un antibiotique très utilisé prescrit pour traiter des staphylocoques et des streptocoques infections bactériennes. La pénicilline appartient à la famille de bêta-lactame des antibiotiques, les membres dont utilisation un mécanisme assimilé d'action d'empêcher la croissance des cellules bactérienne qui détruit éventuellement les bactéries.

Des cellules de bactéries sont entourées par une enveloppe protectrice appelée la paroi cellulaire.  Une des composantes primaires de la paroi cellulaire bactérienne est peptidoglycan, une macromolécule structurelle avec une composition rétiforme qui fournit la rigidité et le support à la paroi cellulaire extérieure. Afin de former la paroi cellulaire, un réseau peptidoglycan unique est réticulé à d'autres réseaux peptidoglycan par l'action de la Densité-transpeptidase d'enzymes (aussi appelée une protéine-PBP obligatoire de pénicilline). Tout au long d'un cycle de vie bactérien, la paroi cellulaire (et ainsi les réticulations peptidoglycan) est continuement transformée afin de faciliter pour les cycles répétés de la croissance des cellules et de la réplication.

Les pénicillines et d'autres antibiotiques dans la famille de bêta-lactame contiennent une sonnerie quatre-membered caractéristique de bêta-lactame. La pénicilline détruit des bactéries en grippant de la sonnerie de bêta-lactame à la Densité-transpeptidase, en empêchant son activité d'édition absolue et en évitant la formation neuve de paroi cellulaire. Sans paroi cellulaire, une cellule bactérienne est vulnérable à l'eau extérieure et aux pressions moléculaires, et meurt rapidement.  Puisque les cellules humaines ne contiennent pas une paroi cellulaire, des résultats de traitement de pénicilline dans la mort cellulaire bactérienne sans affecter des cellules humaines.

Les bactéries grampositives ont les parois cellulaires épaisses contenir des hauts niveaux de peptidoglycan, alors que des bacilles gram négatifs sont caractérisés par des parois cellulaires plus minces avec les concentrations faibles de peptidoglycan.  Les parois cellulaires des bacilles gram négatifs sont entourées par une couche (LPS) de lipopolysaccharide qu'évite l'entrée antibiotique dans la cellule. Par conséquent, la pénicilline est la plus efficace contre les bactéries grampositives où l'activité de Densité-transpeptidase est la plus élevée.

Résistance

Les bactéries se reproduisent rapidement et sont à mutations génétiques enclines en s'élevant en présence des pressions environnementales, telles qu'un antibiotique. Au fil du temps, les mutations génétiques qui fournissent un avantage de survie peuvent surgir dans la population bactérienne, permettant à des bactéries de continuer à se développer et se multiplier en présence de l'antibiotique. Ceci mène à la création d'une souche résistante, qui peut seulement être détruite par l'utilisation de l'alternative, des antibiotiques plus intenses. Le potentiel pour la résistance aux antibiotiques augmente par l'utilisation répétée ou incorrecte d'un antibiotique. Les tensions bactériennes peuvent devenir résistantes à plus d'un antibiotique, menant à la création des « superbugs » il est extrêmement difficile traiter que médicalement.

Les bactéries produisent de la résistance aux antibiotiques par un certain nombre de mécanismes. Quelques bactéries peuvent devenir résistantes à la pénicilline en produisant des bêta-lactamase, une enzyme bactérienne qui détruit la sonnerie de bêta-lactame de la pénicilline et la rend inutile. Un exemple classique est le staphylocoque doré, qui produit des hauts niveaux des bêta-lactamase et entraîne des infections dans le sang, la peau, ou les poumons.  La plupart des tensions de staphylocoque doré sont maintenant résistantes à la pénicilline. Dans la réaction, les scientifiques ont développé une forme synthétique de la pénicilline qui est résistante aux bêta-lactamase, nommée les pénicillines penicillinase-résistantes ou les pénicillines de seconde génération. Ceux-ci comprennent le dicloxacillin, l'oxacillin, la nafcilline, et la méthicilline. Peu après développement, les chercheurs ont rapidement recensé des tensions de staphylocoque doré résistantes à la méthicilline, nommée le staphylocoque doré résistant à la méticilline (MRSA).  Utilisation de MRSA une deuxième méthode de résistance de surmonter la méthicilline-notamment par upregulating une forme d'inférieur-affinité de la protéine obligatoire de pénicilline qui ne grippe pas l'antibiotique et dont l'activité n'est pas empêchée. Jusqu'à présent, MRSA a expliqué la résistance couvrante à tout l'antibiotique beta-lactame et est un risque pour la santé extrêmement sérieux.

Danger à la santé publique

En 2014, l'Organisation Mondiale de la Santé rapportée que la résistance aux antibiotiques est un danger mondial à la santé publique. Dans les endroits autour du monde, les bactéries de pathogène sont déjà résistantes à toutes les formes initiales d'antibiotique et développent rapidement des mécanismes de résistance aux demandes de règlement du dernier recours.  Quelques bactéries résistant aux antibiotiques sont hautement contagieuses et peuvent rapidement écarter dans toute une famille ou une communauté, produisant un risque pour la santé public sérieux. Pendant que les bactéries continuent à gagner la résistance à certains des antibiotiques les plus intenses procurables, le développement pharmaceutique des agents antibiotiques neufs est en régression.  C'est dû à plusieurs raisons, y compris la rentabilité inférieure due aux cycles courts de demande de règlement, au manque d'objectifs ou de stratégies thérapeutiques neufs pour détruire les cellules bactériennes, et à la tolérabilité inférieure au corps médical pour des effets secondaires.

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Last Updated: Aug 23, 2018

Susan Chow

Written by

Susan Chow

Susan holds a Ph.D in cell and molecular biology from Dartmouth College in the United States and is also a certified editor in the life sciences (ELS). She worked in a diabetes research lab for many years before becoming a medical and scientific writer. Susan loves to write about all aspects of science and medicine but is particularly passionate about sharing advances in cancer therapies. Outside of work, Susan enjoys reading, spending time at the lake, and watching her sons play sports.

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