Conferencia dictada dentro del curso Avances en el Diagnóstico en la Microbiología Clínica, Organizado por INVESTIGA PERÚ. Seitiembre 2010.

1. Mg. Débora Alvarado Iparraguirre
Lab. Microbiología Molecular y Biotecnología
Facultad de Ciencias Biológicas - UNMSM

2.  Los antibióticos son probablemente una de las más
exitosas formas de quimioterapia en la historia de la
medicina.
 Como resultado de su uso la tasa de muerte por
infecciones en humanos declinó rápidamente.
 Para fines de los 1960’s la comunidad médica
consideraba que las enfermedades infecciosas
habían sido conquistadas.
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3. Para 1997 la tasa de muerte por
TBC fue de < 0.4 por 100,000.
Fig 13.2
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UNMSM

4.  Alexander fleming reconoció el potencial peligro de la
resistencia a antibiótico.
 En 1945, advirtió que el mal uso de la penicilina podía
conducir a la selección y propagación de formas mutantes
de bacterias resistentes a la droga…
 La primera bacteria resistente
a la penicilina apareció varios
años después.
 Su gen mutante codifica para la
penicilinasa.
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5. Atlas and Bartha,
1998
El desarrollo de la resistencia a penicilina
fue increiblemente rápido en poblaciones
de gonococos de 1980 hasta1990.
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7.  Hay evidencia clara de que el uso de antibióticos
selecciona la resistencia en la bacteria.
 Se ha encontrado que la incidencia de bacterias
resistentes a antibióticos es mayor en pacientes
que han sido tratados previamente con ese
antibiótico.
 Ej. la incidencia de bacterias resistentes a isoniazida es
21% en casos de recaída para TBC, pero solamente 8%
en nuevos casos.
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9. Perez. 2007.
Acinetobacter isolates resistant to carbapenems Meropenem Yearly
Susceptibility Test Information Collection [MYSTIC], 2004).

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11. Bacteria Susceptible
Bacteria Resistente
Mutaciones
XX
Transferencia Génica de
Resistencia
Nueva Bacteria Resistente

12. Son tres mecanismos:
1. Adquisición de genes de resistencia completos o
genes complejos vía plásmidos y otros elementos
transposables.
2. Recombinación de DNA de otra bacteria en el
genoma por transformation.
3. Eventos mutacionales espontáneos en el
cromosoma y/o el DNA accesorio.
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13. Overview of plasmids
and conjugative
transfer in the
horizontal spread of
genes
Thomas & Nielsen,
2005.
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14. Lab Microb Molecular y Biotecnol - UNMSM

15. Penicillin Methicillin Methicillin-
Penicillin-resistant resistant
S. aureus
[1950s] S. aureus [1970s] S. aureus (MRSA)
Vancomycin
[1997]
[1990s]
Vancomycin Vancomycin Vancomycin-resistant
-
[ 2002 ]
resistant intermediate- enterococci (VRE)
S. aureus resistant
S. aureus
(VISA)

16. Linda Weigel and Fred
Tenover of CDC, Science
2002
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17. Transformación
natural de
bacterias
receptoras.
Thomas & Nielsen, 2005.

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20.  Los eventos mutacionales se asumen que son
estocásticos, de manera que la tasa de mutación
beneficiosa no ocurre a una mayor frecuencia que la
que es neutra o desventajosa, y que las mutaciones no
son dirigidas.
 Para las células bacterianas, hay una probabilidad
finita de que una mutación confiera un fenotipo de
resistencia, y a menos que se produzca una mutación
revertiente, todos los descendientes de esa célula
serán también resistentes.
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21. Plasmid Integron
transfer
Homologous
action
Point
recombination
Transposition mutation
*10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8
High frequency Low frequency
* As frequency per cell per generation
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22.  La evolución a través de la selección natural
puede ocurrir remarcadamente rápido
cuando las presiones selectivas son muy
fuertes y las tasas reproductivas son muy
rápidas.
 Algunas generaciones de bacterias sólo duran
entre 15-20 minutos!.
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23. Hospital
Ambientes Ambientes
no clínicos
ecológicos en la
resistencia a
antibióticos.
Martinez, 2009.
Naturaleza
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24. Unidades de
cuidado intensivo
parecen tener
particularmente
altas incidencias de
microorganismos
resistentes.
Atlas, 1997
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25.  Cantidades tremendas de
antibióticos son producidas y
liberadas al ambiente.
 Son utilizados 90 – 180 millones
kg/año de antibióticos
(suficiente para 25 BILLONES de
tratamientos completos (~ 4 por
humano/año!)
Cerca de 10 veces más antibióticos son utilizados en
agricultura que en el tratamiento humano. Levy (1997),
estimó que era 30 veces más en animales que en personas).
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26. Lab Microb Molecular y Biotecnol UNMSM

27. Hawkey, 2009.
Flujo de los genes de resistencia a antibióticos en E.
coli en la biósfera.

28. Martinez, 2009.
Mantenimiento de
la resistencia a
antibióticos
plataformas en
ausencia de
presión selectiva
a antibiótico.
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29.  Los genes que codifican para la resistencia a
antibióticos estuvieron en el pool génico humano
antes de que éstos comenzaran a producir
antibióticos.
 El análisis filogenético de varios grupos de genes
de resistencia a antibióticos sugiere que el
material genético de resistencia ha tenido una
larga historia de selección y diversificación, aún
antes de la “era antibiótica”.
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30.  Los β lactámicos son los antibióticos más ampliamente
utilizados para un amplio rango de infecciones.
 Las β-Lactamasas rompen la molécula dentro de un
mecanismo de resistencia primaria.
 Las β-Lactamasas son moléculas muy antiguas.
 Fevre et al. (2005), reportan que los genes de estas enzimas en
Klebsiella oxytoca han evolucionado por más de 100 millones
de años en su hospedero.
 Song et al. (2005), reportan una colección de genes antiguos
en un estudio metagenómico del suelo congelado de Alaska.
 Estos genes codificaban otras funciones celulares.

31.  Algunas bacterias del suelo subsisten usando a
los antibióticos como única fuente de carbono.
 En ambientes oligotróficos los antibióticos
participan en señalamientos y tienen roles
regulatorios en comunidades microbianas.
 Pseudomonas fluorescentes producen
antibióticos en rizósfera para competir con otros
microorganismos (fenazinas, lipopéptidos
cíclicos, floroglucinoles, etc.).
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32. Lab Microb Molecular y Biotecnol - UNMSM

33. Lab Microb Molecular y Biotecnol UNMSM

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35.  Que las tasas de resistencia caigan cuando el uso de la
Penicilina baja, sugiere que la resistencia impone un
costo a la bacteria.
 Si el costo es alto, la bacteria no resistente tendría una
ventaja en un ambiente libre de penicilina.
 Los costos de la resistencia sugiere que la suspensión del
uso de un antibiótico dirigiría la evolución de las
poblaciones de nuevo a un estado de no-resistencia.
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36.  A fines de los 80’s y principios
de los 90’s los niveles de
resistencia a la penicilina en S.
pneumoniae en Islandia subió
pronunciadamente.
 Cuando las autoridades de salud
hicieron campaña para reducir el
uso del antibiótico, el uso de la
Penicilina descendió 13%
bajando al mismo tiempo las
tasas de resistencia bacteriana.
 Pero no se alcanzó la situación
inicial…
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37.  La bacteria resistente puede también
evolucionar para reducir o eliminar los costos
de la resistencia y de esta manera no quedar
fuera de competencia con las cepas no
resistentes.
 Esto fue confirmado por Schrag et al.
(1997)estudiando la sensibilidad-resistencia a la
estreptomicina en E. coli.
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38.  Los resultados de Schrag et al. (1997) sugieren
que no hay garantía de que las poblaciones
bacterianas puedan restaurar su vulnerabilidad
con la restricción del uso de un antibiótico.
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40.  Las compañías farmacéuticas tienen poco incentivo
financiero para el desarrollo de nuevos antibióticos y
en la gestión de la resistencia.
 Los nuevos antibióticos están protegidos por
patentes por lo que los costos que generan el
descubrimiento y desarrollo de los antibióticos así
como el requisito de ensayos clínicos a largo plazo,
son mayores que los beneficios.
 Muchas compañías farmacéuticas han abandonado el
rubro de los antibióticos.
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41. Tendencias en el desarrollo de nuevos
antibacterianos
*R2 = 0.99
18
16
14
Total # New Antibacterial
12
10
8
6
4
Agents
2
0
1983-1987 1988-1992 1993-1997 1998-2002
*p = 0.007 by linear regression
Edwards , 2003

43.  Reducir la tasa de infección.
 Evitar por ej. huevos y carne crudos; lavado de las manos para
disminuir la diseminación de la enfermedad).
 Uso limitado de jabones antibacterianos y desinfectantes.
 Los médicos deberían evitar la prescripción de antibióticos
para infecciones virales.
 En lo posible utilizar drogas de espectro restringido.
 El uso de antibióticos en la alimentación animal debería ser
eliminado.
 Técnicas de diagnóstico más precisos permitiría el uso de
antibióticos con prudencia o limitar su uso.

44. Lab Microb Molecular y Biotecnol - UNMSM

45.  2000 A.C. – Toma, come esta raíz.
 1000 D.C. –Esa raíz es idolatría. Toma, repite esta oración.
 1850 D.C. – Esa oración es superstición. Toma, bebe esta poción.
 1920 D.C. – Esa poción es aceite de serpiente. Toma, traga esta
píldora.
 1945 D.C. – Esa píldora es inefectiva. Toma,aprovecha la penicilina.
 1955 D.C. – Ups....los bichos mutaron. Ahora tienes la tetraciclina.
 1960-1999 – 39 “ups“más ...Toma, aquí tienes antibióticos más
poderosos.
 2000 D.C. – Los bichos ganaron! Toma, come esta raíz.
— Anónimo
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