ANTIMICROBIANOS Área Microbiología FCV- UNCPBA 2016
ANTIMICROBIANOS DE USO CLINICO Antibiótico: Sustancia producida por el metabolismo de organismos vivos, principalmente hongos microscópicos y bacterias, que posee la propiedad de inhibir el crecimiento o destruir microorganismos. Quimioterápico: Sustancia química sintetizada parcial o totalmente en el laboratorio que posee la propiedad de inhibir el crecimiento o destruir microorganismos.
ORIGEN DE LOS ANTIMICROBIANOS Paul Ehrlich (1910): Creó el primer compuesto químico sintético (Salvarsan) que podía curar una infección, la sífilis (Treponema pallidum)
Alexander Fleming 1928 Observó que el hongo Penicillium notatum impedía el crecimiento de Staphylococcus aureus Florey y Chain (1939): aislaron Penicilina G
El hongo Penicillium notatum impide el crecimiento de Staphylococcus aureus
Sin Fleming, no hay Florey, sin Florey no hay Chain, sin Chain no hay Heatley, sin Heatley no hay penicilina.
HISTORIA DE LOS ANTIMCIROBIANOS 1910 EHRLICH: Sintetiza el Salvarsan 1929 FLEMING: Descubre la Penicilina 1935 DOMAGK: Rojo de Prontosil 1944 Estreptomicina (Streptomyces griseus) 1947 Cloranfenicol (Streptomyces venezuela) 1948 Cefalosporinas (Cefalosporium acremoniun)
CLASIFICACIÓN DE LOS ANTIMICROBIANOS Origen Estructura química Efecto Espectro de acción Mecanismo de acción
SEGÚN ORIGEN Biológicos (naturales): sintetizados por organismos vivos, ej. Penicilina, Cloranfenicol. Semisintéticos: obtenidos por modificación química de antibióticos naturales, ej. Ampicilina. Sintéticos: generados mediante síntesis química, ej. Sulfas.
POR SU ESTRUCTURA QUÍMICA: Aminoglucósidos Beta Lactámicos Lincosamidas Macrólidos Quinolonas Rifamicinas Tetraciclinas POR SU EFECTO: Bactericida Bacteriostático
Bactericidas: producen la muerte del microorganismo responsable del proceso infeccioso. Bacteriostáticos: bloquean el crecimiento y multiplicación celular quedando el microorganismo viable, de manera que, cuando se suspende el tratamiento, puede volver a recuperase y multiplicarse
EFECTO: Bacteriostático y Bactericida a- Bacteriostáticos: Inhiben el crecimiento del microorganismo b- Bactericidas: Matan a los microorganismos sin necesidad de destruirlos o lisarlos b-1- Bacteriolíticos: Matan a los microorganismos por lisis
CLASIFICACION DE ANTIMICROBIANOS SEGÚN SU MECANISMO DE ACCION 1. Interfieren en la biosíntesis de PARED CELULAR 2. Inhiben la SINTESIS DE PROTEINAS 3. Actúan sobre la síntesis de ACIDOS NUCLEICOS 4. Actúan sobre la MEMBRANA CELULAR
1. Inhibición de la síntesis de la pared celular. PEPTIDOGLICANO
Inhibición de la síntesis de la pared celular Betalactámicos Penicilinas Cefalosporinas Glucopéptidos (Vancomicina) Fosfomicina Cicloserina
BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO Pueden diferenciarse cuatro etapas: 1. Síntesis de precursores solubles en el citoplasma. 2. Transporte a través de la membrana: Estos precursores son transferidos a un transportador lipídico situado en la membrana citoplásmica (BACTOPRENOL), donde se unen las unidades disacarídicas con el pentapéptido. 3. Transglucidación: Las unidades disacarídicas se polimerizan en cadenas lineales fuera de la membrana, pero aún unidas al bactoprenol. 4. Transpeptidación: Unión del polímero lineal así formado al peptidoglucano preexistente en la pared celular, por entrecruzamiento de sus péptidos respectivos.
Peptidoglicano o Mureína Grampositiva Gramnegativa
G+
1ER PASO SÍNTESIS DE PRECURSORES FOSFOMICINA N-Acetilglucosamina Análogo del Fosfoenolpiruvato N-Acetilmurámico
1ER PASO SÍNTESIS DE PRECURSORES CICLOSERINA 1. L-Ala D-Ala D-ALANINA 2. 2 D-Ala D-Ala D-Ala CICLOSERINA RACEMASA SINTETASA
2DO PASO TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA CITOPLASMATICA G--M--BPP BACITRACINA BP G--M BPP BACITRACINA Regeneración del Bactroprenol (undecaprenol pp)
3ER PASO TRANSGLUCIDACIÓN Vancomicina MEMBRANA CITOPLÁSMICA G--M PARED ELONGACIÓN DEL PEPTIDOGLICANO G--M--G--M--G--M---- Transglucosilación
4TO PA TRANSPEPTIDACIÓN BETALACTAMICOS ANALOGOS ESTRUCTIRALES SUSTRATO D-ALA-D-ALA ENTRECRUZAMIENTOS CADENAS Transpeptidasa Carboxipeptidasa PBPs (Penicillin-binding proteins) PENICILINA/ CEFALOSPORINAS
SÍNTESIS PEPTIDOGLICANO TRANSPEPTIDACIÓN ENLACE PEPTÍDICO BETALACTÁMICO PBPs PENICILINAS/ CEFALOSPORINAS
Antibióticos que actúan sobre la biosíntesis del peptidoglicano Fosfomicina: inhibe la formación de NAM a partir de NAG. Cicloserina: inhibe la racemización del aa Alanina (de L a D), así como la formación del dipéptido D-ala-D-ala. Bacitracina: impide la regeneración del bactoprenol (transporte a través de membrana). Vancomicina: inhibe transglucosidación. ß-lactámicos: inhiben transpeptidación.
2. Inhibición de la síntesis proteica Interfiriendo con el ribosoma, se unen a proteínas ribosómicas o a alguno de los ARN ribosómicos. Los más útiles son aquellos que tienen efectos selectivos frente a los ribosomas 70S procarióticos, pero no sobre los 80S eucarióticos.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Subunidad 30S: Aminoglucósidos Tetraciclinas. Subunidad 50S: Lincosamidas Macrólidos Cloranfenicol Estreptograminas
2. TETRACICLINAS Sub 30s INHIBIDORES DE LA FASE INICIAL DE LA ELONGACIÓN Muy amplio espectro y distribucion. Producidos por distintas especies de Streptomyces. Bacteriostáticos. Carácter hidrofóbico facilita su difusión a través de membranas (Rickettsias, Chlamydias). Disbacteriosis!
2. AMINOGLUCÓSIDOS Sub 30s BLOQUEAN INICIO TRADUCCION E INDUCEN ERRORES EN LA LECTURA DEL ARNm Producidos por diversas especies de Streptomyces Bactericidas. Son transportados en forma ACTIVA a cel. Bacteriana (metabolismo respiratorio) Efectos colaterales severos. OTO Y NEFROTOXICOS.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS LECTURA ERRÓNEA: Aminoglicósidos AMINOGLICÓSIDO
2. MACRÓLIDOS/ LINCOSAMIDAS Sub 50s INHIBIDORES DE LA TRANSLOCACIÓN (Bloquean Sitio P) Se obtienen a partir de productos metabólicos de Streptomyces spp. BACTERIOSTATICOS. Muy lipofilicos. Cocos aerobios gram positivos
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ELONGACIÓN: Translocación Macrólidos/ Lincosamidas F-Met Arg F-Met Arg G C G A U G C G C G G A G C G A U G C G C G G A ARNm ARNm
3. Inhibición de la síntesis de ACIDOS NUCLEICOS RIFAMICINAS QUINOLONAS SULFAMIDAS*
3. RIFAMICINAS Inhibición del inicio de la transcripción, se unen a la ARN polimerasa bacteriana. Producidos por Streptomyces mediterranei. Gram positivas y contra Mycobacterium tuberculosis. Son muy liposolubles y puede concentrarse en neutrofilos y macrofagos lo cual es muy ventajoso en la lucha contra enfermedades producidas por microorganismos intracelulares (Brucella, Mycobacterium, Chlamydia) Ética profesional! Resistencia INTRATRATAMIENTO
3. QUINOLONAS Bloquean la ADN-girasa bacteriana Las bacterias poseen topoisomerasas de tipo II, llamadas girasas, que introducen superenrollamiento negativo en la doble hélice del ADN. BACTERICIDAS Las topoisomerasas de las células eucariotas no son inhibidas hasta que la concentración del fármaco alcanza los 100-1000 ug/ml. Las bacterias resultan inhibidas por concentraciones inferiores a 0,1-10 ug/ml.
3. SULFAMIDAS DOMAGK (1935). Sulfanilamida. Derivan del colorante Prontosil. ANTIMETABOLITOS. Ácido para-aminobenzoico (PABA), Interfieren en la producción de acido fólico necesario para la síntesis de ácidos nucleicos (TIMINA/ PURINA). Para que logren su efecto los microorganismos deben sintetizar intracelularmente su propio acido fólico. Bacteriostáticos sintéticos de amplio espectro, eficaces contra la mayoría de las bacterias Gram positivas y muchas bacterias Gram negativas. SULFA + TRIMETOPRIM: SINERGIA. BACTERICIDAS
4. Acción sobre la MEMBRANA CELULAR Polimixinas, Nistatina, Anfotericina B Desorganización de la membrana Citoplasmática Alteran la permeabilidad. Si la integridad funcional de la membrana se altera los iones y macromoléculas se escapan y la célula se lesiona y muere.
POLIMIXINAS GRAM NEGATIVAS COLISTINA
MECANISMOS DE RESISTENCIA Cómo se torna resistente una bacteria? Modificando su permeabilidad Por medio de bombas de eflujo Mediante enzimas inactivantes Modificando el sitio blanco
MECANISMO DE RESISTENCIA CONSTITUTIVA: Carecen de los elementos necesarios para ser SENSIBLES a los ATM Anaerobios: Resistentes a los aminoglucósidos Mycoplasma: Resistente a Betalactámicos Pseudomonas: Cloranfenicol, macrolidos, tetraciclinas. ADQUIRIDA: Cromosómica Extracomosómica
RESISTENCIA ADQUIRIDA: CROMOSÓMICA Mutaciones al azar Producen cambios en las estructuras/ en los sitios blancos (proteína ribosómica estreptomicina/ ARN pol Rifamicinas) De aparición gradual
RESISTENCIA ADQUIRIDA EXTRACROMOSÓMICA De aparición rápida TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENETICO Transformación Transducción Conjugación Transposición PLASMIDOS R
PLAMIDOS R Codifican enzimas que metabolizan el ATM (ej. Betalactamasas, Acetilasas, fosforilasas) Codifican información que altera la permeabilidad o mecanismos de eflujo (porinas). Codifican información que altera los receptores (sitios blancos: ribosomas, PBP) Aparición de mecanismos secundarios en las vías metabólicas (sulfamidas)
RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS Producción de enzimas Vías metábolicas alternativas Mecanismos de resistencias Modificación de la permeabilidad Objetivo estructuralmente alterado Bombas de eflujo
PRUEBAS DE SUSCEPTIBILIDAD DILUCIÓN:» Líquido» Sólido DIFUSIÓN:» Soporte: Agar» Antibiótico: en disco
PRUEBA DE SUSCEPTIBILIDAD POR DILUCIÓN Técnica de referencia en la mayoría de los estudios clínicos de susceptibilidad a antimicrobianos. Entrega un resultado cuantitativo, ya que permite determinar la concentración inhibitoria mínima (CIM) y la concentración bactericida mínima (CBM) Se puede realizar en medio líquido (dilución en caldo) o en medio sólido (dilución en agar). Método complejo y de alto costo. Dilución seriada CIM
PRUEBAS DE SUSCEPTIBILIDAD POR DILUCIÓN Concentración inhibitoria mínima (CIM) Corresponde a la menor concentración de antimicrobiano que inhibe el crecimiento bacteriano luego de 18 a 24 horas de incubación. Concentración bactericida mínima (CBM ) Corresponde a la menor concentración capaz de matar un 99,9% la población bacteriana.
PRUEBAS DE SUSCEPTIBILIDAD DILUCIÓN
PRUEBAS DE SUSCEPTIBILIDAD DIFUSIÓN Técnicamente simples Aplicable a bacterias de crecimiento rápido y aerobias Los resultados en el medio se manifiestan por:» ZONAS DE INHIBICIÓN/ HALO DE INHIBICION Cualitativas:» SENSIBLE» INTERMEDIOS» RESITENTES
Técnica de Kirby-Bauer Es el método más usado Permite analizar un gran número de antibióticos al mismo tiempo y bajo las mismas condiciones Agar Mueller-Hinton 4 mm altura 0,5 Mc Farland 6 discos en placa de 100 mm 2,4 cm distancia entre discos en placa
ZONA DE INHIBICIÓN Requieren interpretación individual Son indirectamente proporcional a la CIM
ZONA DE INHIBICIÓN Están influenciadas por Factores inherentes al medio:» Calidad (Timidina/ timina/ cationes)» Preparación» ph (perdida potencia o excesiva)» Humedad» Volumen de la placa Factores inherentes al ATM:» Concentración» Peso Molecular» Conservación» Sinergismo - Antagonismo Factores inherentes al inóculo:» Pureza» Concentración» Método de inoculación» Sensibilidad del microorganismo (Salmonella/ aminoglucosidos/ cefalosporinas 1era/ 2da) Tiempo, temperatura y atmósfera de incubación.
EFECTO DEL VOLUMEN DE MEDIO EN LA PLACA DE PETRI, SOBRE LA ZONA DE INHIBICIÓN
ANTIBIOGRAMA
ANTIBIOGRAMA
ANTIBIOGRAMA
SINERGISMO Sulfamidas y Trimetoprim ANTAGONISMO Nitrofurantoína y Ac. nalidíxico
ANTIBIÓTICO IDEAL Toxicidad selectiva, sin dañar al huésped Más bactericida que bacteriostático No permitir que los microorganismos se vuelvan genética o fenotípicamente resistentes De amplio espectro No debe ser alergénico Debe permanecer activo en presencia de plasma, líquidos corporales o exudados Debe ser hidrosoluble y estable, alcanzando los niveles bactericidas en el organismo con rapidez y mantenerse por períodos prolongados.