Antibioticele (cunoscute și ca antibacteriene, ) Liddell HG, Scott R. Termenul ἀντί. de la: A Greek-English Lexicon - Perseus Project (în engleză). Accesat pe 6 aprilie 2020. Liddell HG, Scott R. Termenul βίος. de la: A Greek-English Lexicon - Perseus Project (în engleză). Accesat pe 6 aprilie 2020. alcătuiesc o clasă de medicamente, produse de microorganisme sau obținute pe cale sintetică sau semisintetică, fiind cele mai importante substanțe medicamentoase implicate în tratamentul și în prevenirea infecțiilor bacteriene de diverse tipuri.
Antibioticele sunt utilizate în medicina umană și veterinară, însă au o mare utilitate și în agricultură. În mod normal, ele prezintă toxicitate doar pentru microorganismele cauzatoare ale infecțiilor, fără să afecteze organismul uman sau animal, dar în anumite cazuri acestea pot induce reacții adverse, cea mai frecventă fiind afectarea florei intestinale normale. Din punctul de vedere al acțiunii, antibioticele pot face parte din două clase, ele manifestându-și efectul bacteriostatic (prin oprirea creșterii bacteriei) sau bactericid (prin distrugerea acesteia), însă există și exemple care prezintă ambele mecanisme. Există mai multe criterii conform cărora se mai poate realiza clasificarea antibioticelor, de exemplu structura chimică sau activitatea lor asupra bacteriilor. Un număr limitat de antibiotice posedă, de asemenea, și o activitate antiprotozoarică (cum este, de exemplu, metronidazolul).
Din punct de vedere istoric, termenul de antibiotic face referire doar la agenții antibacterieni secretați de către microorganisme, cu scopul de a afecta alte microorganisme și de a oferi protecția față de acestea, și a fost utilizat pentru prima dată în anul 1942. În prezent, definiția s-a extins și la acele substanțe medicamentoase antimicrobiene de origine sintetică, denumite chimioterapice antimicrobiene, precum sunt chinolonele, sulfamidele și nitrofuranii.Emil Cionga, Liviu Avram (1978): Medicamente chimioterapice, pag. 93. Editura Dacia, Cluj-Napoca Primul antibiotic natural, penicilina, a fost descoperit de către Alexander Fleming, iar această descoperire a permis o dezvoltare în ceea ce privește tratamentul infecțiilor bacteriene. Au fost descoperite și sintetizate foarte multe molecule noi de antibiotice de-a lungul ultimul secol, însă în ziua de astăzi eficacitatea antibioterapiei se află sub semnul întrebării datorită unor probleme legate de utilizarea acestora, precum este rezistența la antibiotice.
Scopul antibioterapiei și implicit succesul terapeutic este reprezentat de eliminarea completă a microorganismului patogen din organism. Pentru realizarea acestui fapt, este necesară alegerea unei doze care asigură o concentrație necesară de antibiotic în focarul infecțios, superioară concentrației minime la care creșterea microorganismului este inhibată. De asemenea, este neapărată alegerea unei căi de administrare potrivite pentru un antibiotic, având în vedere starea fiecărui pacient în parte. Fenomenul automedicației este în prezent o problemă gravă în sistemul de sănătate publică, întrucât o alegere neadecvată a unui antibiotic și un ritm de administrare necorespunzător poate avea ca urmare generarea unor tulpini bacteriene rezistente. Antibioticele nu sunt eficiente asupra virusurilor, astfel că virozele sunt tratabile doar cu medicamente antivirale.
Antibioticele sunt obținute la nivel industrial fie prin intermediul microorganismelor (adesea modificate pentru a crește randamentul de producție), fie prin sinteză chimică. Necesitatea obținerii unor noi antibiotice mai bune a dus la cercetări suplimentare, iar un exemplu de alternativă la terapia cu antibiotice este utilizarea virusurilor capabile să distrugă bacteriile, acestea fiind denumite bacteriofagi. Deoarece unele specii patogene au dezvoltat rezistență, pentru identificarea corectă și tratarea infecțiilor este necesară realizarea unei antibiograme, o metodă care indică sensibilitatea speciilor față de un anumit antibiotic.
Istoric În ciuda faptului că medicamentele antibiotice cu spectru larg, care sunt utilizate în mod curent în tratamentul infecțiilor grave (precum tuberculoza și lepra) au fost identificate abia în secolul al XX-lea, unele dintre primele încercări de contracarare ale infecțiilor bacteriene au avut loc acum mai bine de 2500 de ani în China. Se știa încă din acele vremuri că prin presarea pe o plagă a unei bucăți de pâine mucegăite, sau prin utilizarea de lapte fermentat sau de miere, se poate evita instalarea unor infecții.Buts JP. (1999) Mechanisms of Action of Biotherapeutic Agents. În: Elmer G.W., McFarland L.V., Surawicz C.M.: Biotherapeutic Agents and Infectious Diseases. Humana Press, Totowa, New Jersey. ISBN 978-1-4757-4652-5
Multe culturi antice, incluzând Egiptul Antic și Grecia Antică, utilizau mucegaiurile și unele surse vegetale pentru tratarea infecțiilor, datorită proprietăților lor antiseptice. Acest fenomen de inhibare a creșterii unor microorganisme prin asocierea de microorganisme antagoniste a primit denumirea de antibioză. Prima descriere referitoare la acest principiu a fost realizată în anul 1877, când Louis Pasteur și Robert Koch au observat faptul că un bacil din aer producea inhibarea creșterii bacteriei Bacillus anthracis (bacilul cărbunos).
Sinteza chimică a coloranților antimicrobieni thumb|right|upright=0.9|Structura arsfenaminei sau a salvarsanului, colorantul antimicrobian sintetizat de Paul Ehrlich. Prima substanță antibacteriană care poate fi considerată ca antibiotic cu spectru restrâns a fost descoperită de către medicul german Paul Ehrlich (1854-1915). Acesta a observat faptul că unii coloranți prezintă afinități tinctoriale față de celulele umane, animale și bacteriene, iar altele nu, ceea ce a condus la ideea că unii coloranți sintetici ar putea să se lege selectiv de celula bacteriană, distrugând-o, dar fără să producă o afectare semnificativă la om. Astfel, Ehrlich a dezvoltat în anul 1907 primul colorant cu potențial terapeutic antimicrobian, pe care l-a denumit salvarsan sau arsfenamină, după foarte multe încercări eșuate.Calderon CB, Sabundayo BP (2007). Antimicrobial Classifications: Drugs for Bugs. In Schwalbe R, Steele-Moore L, Goodwin AC. Antimicrobial Susceptibility Testing Protocols. CRC Press. Taylor & Frances group. Acest derivat de arsen a devenit imediat frecvent utilizat în tratamentul sifilisului, boală care era foarte răspândită la acea vreme, și a tripanosomiazei africane.
În anul 1932, Gerhard Domagk și echipa sa de cercetare de la Bayer Laboratories au sintetizat prima sulfamidă, prontozilul roșu, ceea ce a deschis calea către dezvoltarea unei clase foarte numeroase de substanțe antibacteriene. Pentru descoperirea sa, i-a fost acordat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în anul 1939.
Penicilina și antibioticele naturale Observații cu privire la puterea inhibitorie a unor microorganisme asupra creșterii altor microorganisme au fost raportate încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea. Conceptul de antibioză a dus astfel la curiozitatea legată de existența unor compuși antibacterieni în natură. Astfel, multe cercetări în acest domeniu au început să fie publicate. În anul 1874, William Roberts a notat faptul că în culturile de Penicillium glaucum, un mucegai utilizat la fabricarea unor sorturi de brânză, nu există contaminare bacteriană. În anul 1876, John Tyndall a adus contribuții suplimentare legate de acest subiect. În anul 1895, Vincenzo Tiberio a publicat rezultate referitoare la capacitatea antibacteriană a unor extracte de mucegaiuri.
În anul 1897, doctorandul Ernest Duchesne a prezentat lucrarea de dizertație „” (Contribuție la studiul competiției vitale la micro-organime: antagonism dintre mucegaiuri și microbi), prima lucrare care ia în considerare potențialul terapeutic al mucegaiurilor pe baza activității antimicrobiene. În teza sa, Duchesne propune ideea că ar exista o luptă continuă pentru supraviețuire între bacterii și mucegaiuri, observând că E. coli a fost eliminată de către Penicillium glaucum când au fost cultivate pe aceeași cultură. De asemenea, a observat că animalele de laborator la care s-au inoculat doze letale de bacil tifoid împreună cu Penicillium glaucum nu au dezvoltat infecție cu tiofos. Totuși, nevoia de a se alătura în armată a întrerupt studiile lui Duchesne. În mod paradoxal, Duchesne a murit de tuberculoză, o boală infecțioasă care în prezent beneficiază de tratament antibiotic.
Primul compus descoperit care este considerat ca fiind un antibiotic adevărat este penicilina. Descoperirea epocală a fost realizată de către Alexander Fleming, care a făcut în anul 1928 observația că secreția mucegaiului verde Penicillium notatum (care a contaminat în mod întâmplător culturile, datorită unei ferestre lăsate deschise) are capacitatea de a distruge colonia de bacterii cultivată. Fleming cercetase anterior proprietățile antibacteriene ale lizozimului și astfel a putut interpreta corect faptul că, prin dezvoltare, organismul fungic a secretat un compus cu putere de inhibiție de creștere asupra bacteriei Staphylococcus aureus. Deși nu a putut realiza izolarea acestuia fără ajutorul chimiștilor, Fleming a publicat rezultatele în literatura de specialitate, iar pe baza denumiri genului Penicillium a oferit compusului numele de penicilină.; Reprint of
Ernst Chain și Howard Walter Florey au fost savanții care au continuat cercetările lui Fleming și au reușit într-un final să obțină penicilina într-o formă purificată, însă utilizarea acesteia nu a fost disponibilă la scară largă decât după 1945. Structura chimică a penicilinei a fost propusă de către Abraham în 1942 și a fost ulterior confirmată de către Dorothy Crowfoot Hodgkin în 1945.
Cecil George a relizat, în anul 1930, primele observații clinice ale terapiei cu penicilină, la pacienții nou-născuți bolnavi de conjunctivită. Chain și Florey au permis, prin studiile intense realizate, acceptarea pencilinei ca agent terapeutic, dar doar în anii 1940, când au început să apară primele înregistrările ale unor beneficii terapeutice. Pentru munca depusă în dezvoltarea penicilinei, Fleming, Chain și Paine au primit Premiul Nobel pentru Medicină în anul 1945.
De asemenea, René Dubos a izolat, în 1939, tirotricina (formată din 20% gramicidină și 80% tirocidină), primul antibiotic care a fost testat clinic și unul dintre primele care au fost fabricate la nivel industrial. Aceste descoperiri au fost foarte importante, întrucât au readus la lumină interesul pentru penicilină și au lansat practic „epoca de aur a antibioticelor”. Datorită necesității imperioase de a trata multitudinea de răni infectate cauzate în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, au fost investite foarte multe resurse în încercarea de a investiga proprietățile penicilinei și de a o purifica, astfel că în 1940 acest lucru a fost relizat în final. Antibioticele au început să fie frecvent utilizate începând cu anul 1943, când a debutat producția la nivel industrial a penicilinelor în Statele Unite, Regatul Unit, Australia și în alte state.
Restul secolului al XX-lea și secolul al XXI-lea miniatura|dreapta|Structura chimică a cloramfenicolului