Antibioticos y quimioterapeuticos, resistencia, mecanismos de acción

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FES Zaragoza, Bioquímica Clínica, 2008-2, 2602, Antibioticos y quimioterapeuticos, Microbiología I.http://ark461.wordpress.com

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MGI ADM JM

Flores Martínez Angélica

González Benítez Alejandra

López Flores Carlos

Pérez Pérez José Manuel

Sánchez Flores Rosa Maria

Penicillum notatum inhibiendo crecimiento bacteriano

Conceptos…

Quimioterapéutico “Sustancia producida de manera

sintética que posee la propiedad de inhibir el crecimiento

o destruir microorganismos”.

Antimicrobiano

“Compuestos obtenidos a partir de microorganismos y

por síntesis química que posee la propiedad de inhibir el

crecimiento o destruir microorganismos”

<<

Louis Pasteur (1822-1895)

Químico francés

Carbunco: Bacillus anthracis

Paul Ehrlich ~1909 Químico alemán

Rudolf von Emmerich ~1900 bacteriólogo alemán

Foto: Paul Ehrlich

Alexander Fleming (1881-1955) bacteriólogo británico

Penicillum notatum

René Jules Dubos ~1939 Bacteriologo EUA

Howard Florey. Patológo ~1940 bacteriólogo

Ernst Boris Chain Patolólogo y Bioquimico ~1940

Selman Abraham Waksman ~1944 Microbiologo EUA

Penicillum notatum inhibiendo crecimiento bacteriano

Efecto antimicrobiano

Espectro de acción

Estructura Química

Mecanismo de acción

<<

<<

<<

<<Espectro reducido

Espectro intermedio

Amplio espectro

<<

Amplio Espectro

Espectro reducido

Espectro intermedio

<<Antibióticos activos sobre un número

muy pequeño de especies

Glucopeptidos:

Vancomicina

<<Antibióticos activos sobre un número

limitado de especies

Eritromicina

<<Antibióticos activos sobre un número

amplio de especies

Estructura de la Tetraciclina

<<BETA LACTAMICOS :penicilinas, cefalosporinas.

GLUCOPÉPTIDOS

MACRÓLIDOS

TETRACICLINAS

AMINOCICLOTIOLES

ANFENICOLES

LINCOSAMIDAS

NITROFURANOS

NITROIMIDAZOLES

POLIPEPTÍDICOS

QUINOLONAS

RIFAMPICINAS

SULFUNAMIDAS

SINERGISTINAS

Penicilina

-lactámicos...

Estructura

<<

<<

<<

<<Que alteran o inhiben la síntesis de la pared

celular…

Que afectan la función de la membrana

citoplasmática…

Que inhiben la síntesis de proteínas a nivel del

ribosoma…

Que inhiben la síntesis de ácidos nucleicos…

Interfieren en la vias metabolicas.

<<Son en general bactericidas.

Ejercen su acción de manera

fundamental cuando la bacteria

se encuentra en la fase de

crecimiento activo.

Suelen ser mas activos sobre

bacterias gram positivos.

Son poco tóxicos.

<<

<<Inhiben la polimerización del peptidoglucanoPenicilinas, Cefalosporinas, etc.

Inhiben enzimas biosintéticasFosfomicina, Cicloserina

Se combinan con moléculas “carrier” Bacitracina

<<

Inhiben la polimerización del peptidoglucano…Penicilinas, Cefalosporinas, etc.

Proteínas de

Membrana y

peptidoglucanos

<<Que inhiben enzimas biosintéticas

Fosfomicina: bloquea la formación del ácido N-acetilmurámico. Cicloserina: inhibe la incorporación de D-alanil-D-alaninaal PG.

Que se combinan con sustratos de la pared

Vancomicina: forma un complejo con los residuos de D-

alanina, impide la transferencia de los precursores desde

el carrier lipídico.

<<

Que se combinan con moléculas “carrier”

Bacitracina: se une al Bactoprenol, molécula lipídica de membrana que transporta las subunidades de peptidoglicán hacia la cara externa de la membrana.

<<Modificación de procesos de

permeabilidad, la célula pierde

proteínas, iones y ácidos nucleídos,

produce lisis bacteriana.

Son bactericidas, desde face

estacionaria.

Activos en gram negativas

<<En el tratamiento de la Tuberculosis, en

combinación con drogas antituberculosis,

Isoniazida (inhibe la síntesis de lípidos de

Mycobacterium tuberculosis) y

Etambutol.

<<

<<El ciclo inicia con la trascripción del

ARNm proveniente del ADN por ARN

polimerasa.

Tres faces: Iniciación, Elongación y

terminación

Se detiene síntesis proteica y se

fabrican proteínas no funcionales.

Efecto bacteriostatico

<<

<<Que actúan sobre la subunidad 30S del ribosoma:

Aminoglicósidos: ej. Estreptomicina, Neomicina, Kanamicina, Gentamicina, Tobramicina, AmikacinaTetraciclinas: ej. Doxiciclina, Tetraciclina

Que actúan sobre la unidad 50S del ribosoma:CloranfenicolMacrólidos: ej. Eritromicina, Azitromicina, ClaritromicinaLincosamidas: ej. Clindamicina

<<

Aminoglicósidos:

Son azúcares complejos unidos por enlaces glicosídicos. Los grupos NH y OH interactúan con proteínas del ribosoma.

La estreptomicina fue

aislada en 1940 de un

Streptomyces.

Aminoglicósidos:Mecanismo de Acción

i)Se une a proteína S12

en la subunidad 30S del

ribosoma

ii) Bloquea la formación

del complejo de

iniciación

iii) Produce lectura

errónea del mensaje:

proteína defectuosa

iv) El resultado final es

la muerte de la bacteria,

son bactericidas

Tetraciclinas:

Bloquean la inserción del aminoacil-tRNA…

La unión es transitoria, por lo que su efecto es reversible: sonbacteriostáticos.

Cloranfenicol

Originalmente producido por un Streptomyces sp, actualmente

se sintetiza químicamente.

Se une a la enzima peptidil transferasa en la subunidad 50S…

Inhibe la formación del enlace peptídico…

Detiene la síntesis de proteínas. Es un agente bacteriostático.

Macrólidos y Lincosamidas:

Inhiben la peptidil transferasa y la translocación…

Se detiene la síntesis de proteínas. Son bacteriostáticos.

<<

Rifampicina: se une a la RNA polimerasa

bloqueando la síntesis del mRNA.

Es un antibiótico de uso limitado, debido a la

aparición de mutantes resistentes.

Fluoroquinolonas: Se une al DNA girasa,

inhibiendo sintesis de ácidos nucleicos.

<<

Fluoroquinolonas, se unen al ADN girasa bacteriano

<<

Rifampicina, se une al ARN polimerasa bacteriano,

inhibiendo la acción y transcripción.

Pssst!

El Fenomeno conjugación…

<<

<<Resistencia Bacteriana

Natural

Adquirida

Cromosómica

Extra cromosómica

Mutación

Trasposon

Transformación

Conjugación

Transducción

Trasposon

Resistencia mediada el cual un fragmento de DNA intercambia posición en plasmido o a

DNA bacteriano.

Trasposón

Tranposición

Mutación

Resistencia mediante el cual una base de DNA se altera de manera que adquiere o pierde

funcion

Conjugación

Mecanismo de trasferencia de DNA extracromosómico de una bacteria a otra

emparentada

Conjugación en una cepa de Escherichia coli

Conjugación en una cepa de Escherichia coli

Transformación

Mecanismo de trasferencia de DNA exógenode una bacteria a otra emparentada

Tranformación en una cepa de Escherichia coli

Fenomeno de Transformación Streptococcus pneumonae

Transducción

Mecanismo de trasferencia de DNA mediadapor fagos especificos de una bacteria a otra.

Transducción mediada por virus (bacteriofagos)

• Inhibición por enzimas

• Alteración de vías metabólicas.

• Alteración del blanco ribosomal

• Modificación de la permeabilidad de la pared

• Extracción del antibiótico por bombas expulsoras

• Alteración de los sistemas de transporte

• Modificación de los precursores de la pared

• Mutación de las enzimas

• Cambio de la estructura de las proteínas blanco

• Extracción del antibiótico por bombas expulsoras

• Modificación del blanco Ribosomal

<<

<<La menor Co de una gama de disoluciones de un

antibiótico que provoca una inhibición de cualquier

crecimiento bacteriano visible

<<CMI

Métodos manuales.

Métodos automatizados

O

semiautomatizados

Sensible, si existe una buena probabilidad de éxito

terapéutico en el caso de un tratamiento a la dosìs habitual.

Intermedia, cuando el éxito terapéutico es imprevisible. Se

puede conseguir efecto terapéutico en ciertas condiciones

(fuertes concentraciones locales o aumento de la posología).

Resistente, si la probabilidad de éxito terapéutico es nula o

muy reducida. No es de esperar ningún efecto terapéutico

sea cual fuere el tipo de tratamiento.

Para un determinado antibiótico,

una cepa bacteriana es, según el

Instituto para Estandarización

para el laboratorio clínico (CLSI)

<<

<<

Es un test de

resistencia o

sensibilidad de las

bacterias

colocadas bajo la

acción de diversos

antibióticos

> Medir la sensibilidad de una cepa bacteriana

que se sospecha es la responsable de una

infección a uno o varios antibióticos

> Seguir la evolución de las resistencias

bacterianas…

Métodos.

Dilución en caldo.

Difusión en agar.

E-test

Automatizados.

<<

1. El microorganismo a investigar se inocula en una o varias placas de agar.

2. se disponen los discos correspondientes a varios antibióticos.

3. Se incuban las placas durante 16-24 horas a 35ºC.4. Se valora el diámetro de la zona de inhibición que

se forma alrededor de cada disco y se compara con las referencias oportunas publicadas por el CLSI.

5. Si el microorganismo es Sensible, Intermedio o Resistente (S, I, R)

Técnica cuantitativa en placa.

Obtener una lectura directa de CMI

en µg/ml.

Tiras plásticas impregnadas en Co

crecientes.

• Sistemas de microdilución en medio líquido

sobre microplacas con pocillos en "U“.

• Interpretan el crecimiento bacteriano por

medio de un Autoanalizador (mediciones por

turbidez o fluorescencia).

• Manipulación automatizada o

semiautomatizada.

<<El uso de dos o más antibióticos en una terapia está indicada sólo

en determinadas situaciones. En general, es mejor usar un

antibiótico eficaz que una combinación de drogas, ya que aumenta

la probabilidad de efectos adversos y el costo, sin un efecto

terapéutico mayor.

La terapia combinada está indicada en los siguientes casos:

i) Tratamiento rápido en infecciones muy graves, por ej. Septicemia

en pacientes inmunodeprimidos, meningitis en niños.

ii) En infecciones crónicas, para retardar la aparición de mutantes

resistentes, por ej. Tuberculosis.

iii) En infecciones mixtas, por ej. Después de un traumatismo

masivo.

iv) Para obtener un efecto sinérgico, por ej. Sulfas + Trimetoprim

<<SINÉRGICOS

Si la actividad de los fármacos es mayor

a la suma de las actividades individuales.

Sulfas + Trimetoprim

<<ANTAGÓNICO

Si la actividad de los fármacos se ve

reducida por la presencia del otro.

<<ADITIVO

Si el efecto de ambos antibióticos es igual a

la suma de los efectos individuales.

Las bacterias se hacen muy resistentes añocon año a los nuevos farmacos de ultima

generación. En investigación sobre nuevosantibioticos, se pretende crear bacteriofagos.

Lo cual los aria altamente especificos.

Referencias:

Koneman E. Diagnóstico Microbiologico:Texto y Atlas

color.5a ed. México:Médica Panamericana, 1999.

Jawetz E. Manual de Microbiología Médica. 22a ed.

México: El Manual Moderno, 2002.

John L. Ingraham, Introducción ala Microbiología,

editorial Reverte S.A., España, 1998.

Pelczar M.J. Microbiología. 4ta edición : México; Mc

Grawhill;1977.

Zinsser. Microbiología, 20ª edición. Editorial

Panamericana, Buenos Aires, 1995.

Gracias por su atenciónnSi requiere de la presentación

Manuel.x.net@gmail.comhttp://mymanuel.wordpress.com