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Generalidades de Antibióticos
Daniela Centrón, PhD
UBA/CONICET
Antibióticos
• Sitio de Acción
• Mecanismo de Acción
• Efecto Terapéutico
• Efectos Adversos
• Mecanismos de resistencia
• Usos terapéuticos
"países civilizados del mundo han eliminado ya todas las enfermedades pestilenciales,
la peste misma, el cólera, el tifus, la viruela, el paludismo y la fiebre amarilla.
La disentería infantil, la escarlatina y la difteria, que fueron origen de la mayor
parte de la mortalidad infantil en el siglo XIX, son ahora raras
y, en general, extremadamente benignas"
Premio Nobel de
Medicina de 1960, Sir Mcfarlane Burnet,
Bacterias patógenas de humanos
Aerobios Gram-Positivos
COCOS
racimos
Staphylococcus spp.
pares S. pneumoniae
cadenas
Streptococcus viridans
pares y en cadenas
Enterococcus spp.
BACILOS
Bacillus spp.
Corynebacterium spp.
Listeria monocytogenes
Nocardia spp.
Mycobacterium spp.
Aerobios Gram-Negativos
COCOS
Moraxella catarrhalis
Neisseria gonorrhoeae
Neisseria meningitidis
Haemophilus influenzae
BACILOS
E. coli, Enterobacter spp.
Citrobacter, Klebsiella sp.
Proteus spp., Serratia
Salmonella, Shigella
Acinetobacter, Helicobacter
Pseudomonas aeruginosa
Anaerobios
Peptococcus spp.
Peptostreptococcus spp.
Prevotella
Veillonella
Actinomyces
Clostridium perfringens,
tetani, y difficile
Bacteroides fragilis,
disastonis, ovatus,
thetaiotamicron
Fusobacterium
Otras Bacterias
Bacterias atípicas
» Legionella pneumophila
» Mycoplasma pneumoniae y hominis
» Chlamydophila pneumoniae y trachomatis
Espiroquetas
» Treponema pallidum
» Borrelia burgdorferi
Bacterias por sitio de Infección
Boca
Peptococcus
Peptostreptococcus
Actinomyces
Piel y Tej Blandos
S. aureus
S. pyogenes
S. epidermidis
Pasteurella
Huesos
S. aureus
S. epidermidis
Streptococci
N. gonorrhoeae
Gram-negative rods
Abdomen
E. coli, Proteus
Klebsiella
Enterococcus
Bacteroides sp.
Tracto Urinario
E. coli, Proteus
Klebsiella
Enterococcus
Staph saprophyticus
Respiratorio bajo
S. pneumoniae
H. influenzae
M. catarrhalis
S. pyogenes
Respiratorio bajo
Comunidad
S. pneumoniae
H. influenzae
K. pneumoniae
Legionella pneumophila
Mycoplasma, Chlamydia
Respiratorio bajo
Hospital
K. pneumoniae
P. aeruginosa
Enterobacter sp.
Serratia sp.
S. aureus
Meningitis
S. pneumoniae
N. meningitidis
H. influenza
Group B Strep
E. coli
Listeria
Los antibióticos
El término antibiótico se aplicaba solamente a las moléculas producidas
por los microorganismos (bacterias, levaduras, actinomicetes) que
suprimen el desarrollo o destruyen a otros microorganismos.
Actualmente, el término se genearalisa también para los antibióticos sintéticos.
Los Antibióticos Naturales
1929 Penicilina G Penicillium notatum
1944 Estreptomicina Streptomyces griseus
1945 Cefalosporina C Cephalosporium acremonium
1946 Clortetraciclina Streptomyces aerufaciens
1947 Cloranfenicol Streptomyces venezuelae
1952 Eritromicina Streptomyces erythreus
1956 Kanamicina Streptomyces kanamyceticus
1963 Gentamicina Micromonospora purpurea
1967 Tobramicina Streptomyces tenebrarius
1) Sulfonamidas y Trimetoprima
2) Fluoroquinolonas
3) β-lactámicos -Penicillinas
-Cefalosporinas
-Carbapenemes
3) Aminoglicósidos
4) Tetraciclinas
5) Cloranfenicol
6) Macrólidos
7) Clindamicina
7) Glicopéptidos-Vancomicina
-Teicoplanina
8) Esreptograminas
9) Oxazolidonas
10) Lipopéptidos cíclicos
11) Rifampicinas
11) Nitroimidazoles
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Las grandes familias de antibióticos
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el blanco bacteriano
Modificación de las
propiedades
farmacocinéticas
Cefalosporina
Substitución
Substitución
Substitución
Resistencia Natural y Adquirida
Resistencia Natural o
Intrínseca
Resistencia Adquirida
Dispersión Vertical (resistencia
mediada por mutaciones)
Dispersión Horizontal
(Resistencia mediada
por plásmidos / transposones)
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Efecto Terapéutico
Blanco de acciónBlanco de acción Bacteria
Efecto bactericida o bacteriostático
Cómo actúan los Antibióticos??
1. Inhibición de la síntesis de la pared
bacteriana.
(Ejemplo: penicilina, cefalosporinas,
vancomicina, teicoplanina, fosfomicina)
1. Inhibición de la síntesis de la pared
bacteriana.
(Ejemplo: penicilina, cefalosporinas,
vancomicina, teicoplanina, fosfomicina)
Traducción
PABA
Pared celular
bacteriana
Transcripción
2. Distorsión de la función de
la membrana celular
(Ejemplo: polimixina B, colistín.
2. Distorsión de la función de
la membrana celular
(Ejemplo: polimixina B, colistín.
ADN
Duplicación del ADN
ARNm
3. Inhibición de la
síntesis de
proteínas.
(Ejemplo:
aminoglicósidos,
tetraciclina,
cloranfenicol,
macrólidos)
3. Inhibición de la
síntesis de
proteínas.
(Ejemplo:
aminoglicósidos,
tetraciclina,
cloranfenicol,
macrólidos)
4. Inhibición de la
5. Inhibición de la síntesis del acido fólico
(Ejemplo: sulfamida, trimetoprima).
5. Inhibición de la síntesis del acido fólico
(Ejemplo: sulfamida, trimetoprima).
Membrana celular bacteriana
síntesis de ácidos
nucleicos.
(Ejemplo:
fluorquinolonas,
rifampicina)
4. Inhibición de la
síntesis de ácidos
nucleicos.
(Ejemplo:
fluorquinolonas,
rifampicina)
Espectro de acción
Espectro de acción
de los Antibióticos
El listado general de las bacterias que son
lisadas o inhibidas por cada ATB
es realizado en los períodos de prueba clínicos primarios
de cada ATB
perfiles de susceptibilidad local o regional de cada especie
bacteriana deben ser evaluados; pueden existir diferencias
Sensibilidades individualizadas para cada
especie bacteriana deben de ser estudiadas
Administración de los antibióticos
Tratamientos empíricos
Basados en la epidemiología,
antibióticos efectivos sobre los microorganismos
mas probables de provocar infección
Tratamientos dirigidos
Determinación de la susceptibilidad a
antibióticos determina el antimicrobiano a
administrar
Tests de Determinación
de Susceptibilidad a Antibióticos
• Difusión en agar ó
Kirby-Bauer
Estandarizado para
especies de
crecimiento rápido
Antibiograma de Difusión o Kirby-Bauer
Bacterias de crecimiento rápido
(16-18 hs de incubación)
enterobacterias, Staphylococcus y Pseudomonas aeruginosa.
Bacterias fastidiosas
(con requerimientos nutricionales que implica suplementar el agar Müeller Hinton)
sólo frente a determinados antibióticos:
*Neisseria gonorroheae frente a penicilina G
*Streptococcus pneumoniae frente oxacilina (para esta especie equivale a determinar la
sensibilidad a penicilina G)
*Haemophilus influenzae b frente ampicilina.
La Resistencia Adquirida
Escherichia coli
cepa sensible cepa resistente
Tests de Determinación de
Susceptibilidad a Antibióticos
• Concentración inhibitoria Mínima (CIM)
– Método de Referencia.
– Interpretación (S o R) se basa en valores de
antibiótico alcanzable en suero
104 cfu
4 2 1 0.5 0.25 0.12 0µg/ml
Tests de Determinación
de Susceptibilidad a Antibióticos
• E-test
– Combina simplicidad
de KB con los datos
que aporta la CIM.
Antibiótico bacteriostático
Droga que mantiene en estado latente
el crecimiento y la duplicación
bacteriana con los niveles
conseguidos en el suero del paciente.
Antibiótico bactericida
Droga que mata a las bacterias
con los niveles conseguidos
en el suero del paciente.
Antibiótico
bacteriostático/bactericida
Antibiótico bactericida
CBM/CIM=1-2
Antibiótico bacteriostático
CBM/CIM=4-16
Interacción Bacteria-Antibiótico
Control
Bactericida
Concentración dependiente
Tiempo dependiente
Tiempo (hs)
24
Interacción Bacteria- Antibiótico
Bacteriostático
Control
NumerodeBacteriasporml
Concentración de ATB (0 a 16 mg/l)
Interacciones Bacteria-Antibiótico
......Asociación de Antibióticos
Obtener un efecto bactericida máximo
Evitar la aparición de mutantes resistentes
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Evolución y selección.....
La Evolución a través de la selección natural
puede ocurrir extremadamente rápido cuando la
presión de selección
es muy fuerte y la velocidad de división
es muy rápida.
Algunas bacterias se multiplican cada
15-20 minutos!
“Evolución clásica” (mutaciones en su mayoría)
“Evolución Moderna”
(mutación, transferencia lateral de genes,
transposición, recombinación, etc.)
:
Existen dos etapas
de evolución microbiana
INVOLUCRA AUMENTO DE RESISTENCIA A PRODUCTOS
XENOBIOTICOS, ANTIBIOTICOS, ANTISÉPTICOS, Y BACTERICIDAS
Las Bacterias se hacen Resistentes a
través de:
1. Adaptaciones (producto de la selección)
2. Adquisición y transmisión de la resistencia antibiótica
(transferencia horizontal de genes)
Mecanismos de resistencia a antibióticos
*Eflujo del antibiótico
*Impermeabilidad al antibiótico
*Inactivación enzimática
*Secuestro
*Protección del blanco
*Modificación del blanco
*Vía alternativa del antibiótico
Reparación del blanco
*Amplificación del blanco
*Formación del biofilm
*PUEDEN SER ADQUIRIDAS POR TRANSFERENCIA HORIZONTAL
DE GENES (HGT)
Emergencia de aislamientos de S. aureus
productores de penicilinasa
Emergencia de especies productoras de una
cefalosporina inducible
Emergencia de enterobacterias productoras
de penicilinasa plasmídica
Emergencia de especies hiperproductoras de una
cefalosporinasa (Enterobacter, Citrobacter,
Serratia, Pseudomonas)
Emergencia de aislamientos de Klebsiella
productoras de beta-lactamasas de espectro
extendido
Emergencia de aislamientos productores de
carbapenemasas
Emergencia de aislamientos (E. coli)
productores de una penicilinasa resistente a
acido clavulánico
ORIGENES DE LA TRANSFERENCIA Y DE LA MULTIRRESISTENCIA??
JAPON, 1950-
En Argentina y en el mundo,
altos porcentajes de resistencia a antibióticos....
considerado uno de los tres problemas emergentes actuales
por la OMS
Eflujo del Antibiótico
Bacterias Gram-Negativas Bacterias Gram-Positivas
Pared Bacteriana
HH++
ATPATP ADPADP
MFSMFS SMRSMR ABCABC RNDRND
HH++
HH++
AntibioticoAntibiotico
Proteina
de Membr
Pared
Celula
r
Espacio
Periplamic
o
Membra
na
Celular
Proteina de
Union a
Penicilina
Βeta-Lactamasas
Beta-
Lactamico
Beta-Lactamico
Peptidoglicano
Proteina
de Transp
Lipopolisacarido
Canal
de
Porina
Abierto
Canal
de
Porina
Cerrado
Lipoproteina
Impermeabilidad
al antibiótico
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Actividad Enzimática de las
β-Lactamasas
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en bacterias Gram-Negativas
Inactivación enzimática de la penicilina en las
bacterias Gram-Positivas
Inactivación enzimática de los aminoglicósidos en Bacterias
Gram-Positivas
Protección del Blanco
FenotipoFenotipo MLSMLS: por: por MetilaciónMetilación deldel ARNrARNr
(residuo de adenina 2058 en 23s ARN)(residuo de adenina 2058 en 23s ARN)
CH3
Gram-
Cationes,precursores
La resistencia es provocada por una proteína
de membrana externa denominada OprH-1,
que interfiere con el sitio de ligamiento aniónico de las polimixinas
con el lipopolisacárido de la pared. Este mecanismo de resistencia también
afecta a los aminoglucósidos y EDTA
Modificación del blanco de acción
Aminoglicósidos
El antibiótico no encuentra su blanco de acción,
por lo cual no produce su efecto bactericida o bacteriostático
sobre la bacteria
Vía alternativa del antibiótico
SULFAMIDAS
Análogo estructural del PABA
SULFAMIDAS
Análogo estructural del PABA
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Dihidrofolico-reductasa
TRIMETOPRIMA
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acido dihidrofólico
TRIMETOPRIMA
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acido dihidrofólico
PABA
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Enzima DHPSEnzima DHPS
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Tetrahidropteroato-sintetasa
Tetrahidropteroato-sintetasa
Acido tetrahidrofólico
Formación de biofilm
Un agregado multicelular de bacterias que se forman sobre muchas
superficies expuestas a las bacterias susceptibles en presencia de agua
Protege a las bacterias de las defensas del huésped, condiciones ambientales
adversas y a los agentes antibioticos.
Se encuentran en la naturaleza en ríos, lagos, suelos y dentro del cuerpo
humano.
Biofim bacteriano responsable de la placa.
Como se forma un biofilm?
Superficie
Superficie
Las bacterias continúan su
crecimiento, las células externas
proveen una barrera física
protectora de las células
internas.
Bacterias planctónicas en
presencia de agua se unen a
la superficie.
Biofilm formation
Adapted from Greenberg, et al. Science 1999
Formación del Biofilm
Señales del ambiente
Células
planctónicas
Biofilm y la Resistencia Antibiótica
Poco o ningún efecto debido a que las
bacterias en el biofilm están en una
fase diferente que la mayoría de los
blancos ATB.
ATB
bacteriostáticos
Superficie
Problemas de la Formación del Biofilm
Los PMN no tienen acceso
Aumento de valor de CIM
Producen mas toxinas
Difíciles de erradicar
Comparación de BIC y MIC de aislamientos de P. aeruginosa(µg/ml)
BIC50 BIC90 Rango MIC50 MIC90 Rango
Amicacina (90) 32 256 4->256 16 128 0.5->128
Azitromicina (90) 2 32 0.5->32 NA NA NA
Aztreonam (85) >128 >128 2->128 4 32 2->64
Ceftazidima (88) 128 >128 2->128 2 16 0.5-512
Ciprofloxacina (90) 0.5 4 <0.25->16 1 4 0.25-16
Claritromicina (90) 32 >32 0.5->32 NA NA NA
Doxiciclina (86) >64 >64 1->64 16 32 1->32
Gentamicina (90) 16 >64 1->64 8 >32 1->32
Meropenem (87) 4 64 1->64 1 8 1-16
Piperacilina-ta
zobactam (85) 256 >512 16->512 4 128 1-1,024
Ticarcilina-cla
vulanico (72) 512 >512 16->512 16 256 2->4,096
Tobramicina (92) 4 32 1->64 2 32 0.25->512
Moskowitz SM, J Clin Microbiol. 2004
RESPUESTA MULTIFACTORIAL BACTERIANA
modificación del
blanco de
acción
impermeabilidad modificación
enzimática
AMINOGLICÓSIDOS
RESPUESTA MULTIFACTORIAL
BACTERIANA
y Biofilm......QUINOLONAS
Actualmente........
Cepas de Enterococcus faecalis y E. faecium resistentes a la vancomicina
Emergencia de SAMR resistente a la vancomicina
Clones pandémicos de Acinetobacter baumannii multirresistentes
Emergencia de resistencia a colistín en A. baumannii
Cepas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosa
Emergencia de resistencia a carbapenemes en las enterobacterias
etc.....
Manejo racional de los antibióticos.
Identificación previa al tratamiento del agente causal.
Prueba de sensibilidad de rutina
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Uso de antibióticos veterinarios
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No utilizar los mismos para diferentes funciones
Los antibióticos, investigación con marcha muy lenta
Los ATB representan el mercado 3er mercado mundial anual con 26x 109 US$.
Las necesidades de nuevos ATBs son enormes.
En las infecciones agudas, tales como en gral son las bacterianas, los tratamientos
con ATBs son muy cortos. Por lo tanto, son menos lucrativos que las enfermedades
crónicas.
Los nuevos ATBs serían utilizados solamente para bacterias resistentes a los
viejos ATBS, con lo cual el mercado sería muy pequeño, al menos al principio.
FUTURO EN LA TERAPIA DE LAS ENFERMEDADES
INFECCIOSAS
Nuevos antibióticos
Actualizar los ”viejos" antibióticos
Bacteriófagos
Probióticos
Vacunas (terapéuticas/protectivas)
Estricta regulación en el uso de
antibióticos
Vigilancia epidemiológica y control de
infecciones
Nuevos Antibióticos.......
Los Genomas Bacterianos secuenciados
hasta el año 2001
La secuencia de numerosos genomas de patógenos humanos
facilita la identificación de nuesvos blancos para nuevos ATBs
Péptidos antibióticos de origen eucarionte (PAE).
Siete familias de
péptidos
antimicrobianos
Drosomicinas,
Metchnikowinas
Defensinas
Attacinas
Cecropinea
Drosocina
Diptericinas
Infección por bacterias Gram+,
bacterias Gram-, hongos
Reconocimiento por el
Sistema Inmunitario Innato
(Toll, IMD, PGRP, GNBP)
Son altamente bactericidas y su mecanismo
de acción se basa en su alta afinidad con los
fosfolípidos aniónicos de la membrana citoplasmática de los patógenos.
”No es la más fuerte de las especies la que
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GRACIAS!!!
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  • 1. Generalidades de Antibióticos Daniela Centrón, PhD UBA/CONICET
  • 2.
  • 3. Antibióticos • Sitio de Acción • Mecanismo de Acción • Efecto Terapéutico • Efectos Adversos • Mecanismos de resistencia • Usos terapéuticos
  • 4. "países civilizados del mundo han eliminado ya todas las enfermedades pestilenciales, la peste misma, el cólera, el tifus, la viruela, el paludismo y la fiebre amarilla. La disentería infantil, la escarlatina y la difteria, que fueron origen de la mayor parte de la mortalidad infantil en el siglo XIX, son ahora raras y, en general, extremadamente benignas" Premio Nobel de Medicina de 1960, Sir Mcfarlane Burnet,
  • 5. Bacterias patógenas de humanos Aerobios Gram-Positivos COCOS racimos Staphylococcus spp. pares S. pneumoniae cadenas Streptococcus viridans pares y en cadenas Enterococcus spp. BACILOS Bacillus spp. Corynebacterium spp. Listeria monocytogenes Nocardia spp. Mycobacterium spp.
  • 6. Aerobios Gram-Negativos COCOS Moraxella catarrhalis Neisseria gonorrhoeae Neisseria meningitidis Haemophilus influenzae BACILOS E. coli, Enterobacter spp. Citrobacter, Klebsiella sp. Proteus spp., Serratia Salmonella, Shigella Acinetobacter, Helicobacter Pseudomonas aeruginosa
  • 7. Anaerobios Peptococcus spp. Peptostreptococcus spp. Prevotella Veillonella Actinomyces Clostridium perfringens, tetani, y difficile Bacteroides fragilis, disastonis, ovatus, thetaiotamicron Fusobacterium
  • 8. Otras Bacterias Bacterias atípicas » Legionella pneumophila » Mycoplasma pneumoniae y hominis » Chlamydophila pneumoniae y trachomatis Espiroquetas » Treponema pallidum » Borrelia burgdorferi
  • 9. Bacterias por sitio de Infección Boca Peptococcus Peptostreptococcus Actinomyces Piel y Tej Blandos S. aureus S. pyogenes S. epidermidis Pasteurella Huesos S. aureus S. epidermidis Streptococci N. gonorrhoeae Gram-negative rods Abdomen E. coli, Proteus Klebsiella Enterococcus Bacteroides sp. Tracto Urinario E. coli, Proteus Klebsiella Enterococcus Staph saprophyticus Respiratorio bajo S. pneumoniae H. influenzae M. catarrhalis S. pyogenes Respiratorio bajo Comunidad S. pneumoniae H. influenzae K. pneumoniae Legionella pneumophila Mycoplasma, Chlamydia Respiratorio bajo Hospital K. pneumoniae P. aeruginosa Enterobacter sp. Serratia sp. S. aureus Meningitis S. pneumoniae N. meningitidis H. influenza Group B Strep E. coli Listeria
  • 10. Los antibióticos El término antibiótico se aplicaba solamente a las moléculas producidas por los microorganismos (bacterias, levaduras, actinomicetes) que suprimen el desarrollo o destruyen a otros microorganismos. Actualmente, el término se genearalisa también para los antibióticos sintéticos.
  • 11. Los Antibióticos Naturales 1929 Penicilina G Penicillium notatum 1944 Estreptomicina Streptomyces griseus 1945 Cefalosporina C Cephalosporium acremonium 1946 Clortetraciclina Streptomyces aerufaciens 1947 Cloranfenicol Streptomyces venezuelae 1952 Eritromicina Streptomyces erythreus 1956 Kanamicina Streptomyces kanamyceticus 1963 Gentamicina Micromonospora purpurea 1967 Tobramicina Streptomyces tenebrarius
  • 12. 1) Sulfonamidas y Trimetoprima 2) Fluoroquinolonas 3) β-lactámicos -Penicillinas -Cefalosporinas -Carbapenemes 3) Aminoglicósidos 4) Tetraciclinas 5) Cloranfenicol 6) Macrólidos 7) Clindamicina 7) Glicopéptidos-Vancomicina -Teicoplanina 8) Esreptograminas 9) Oxazolidonas 10) Lipopéptidos cíclicos 11) Rifampicinas 11) Nitroimidazoles 12) Anti-tuberculosos Las grandes familias de antibióticos
  • 13. Antibióticos semi-sintéticos Protección del anillo β-lactámico Aumento de la afinidad por el blanco bacteriano Modificación de las propiedades farmacocinéticas Cefalosporina Substitución Substitución Substitución
  • 14. Resistencia Natural y Adquirida Resistencia Natural o Intrínseca Resistencia Adquirida Dispersión Vertical (resistencia mediada por mutaciones) Dispersión Horizontal (Resistencia mediada por plásmidos / transposones)
  • 15. Antibiótico Efecto Terapéutico Blanco de acciónBlanco de acción Bacteria Efecto bactericida o bacteriostático
  • 16. Cómo actúan los Antibióticos?? 1. Inhibición de la síntesis de la pared bacteriana. (Ejemplo: penicilina, cefalosporinas, vancomicina, teicoplanina, fosfomicina) 1. Inhibición de la síntesis de la pared bacteriana. (Ejemplo: penicilina, cefalosporinas, vancomicina, teicoplanina, fosfomicina) Traducción PABA Pared celular bacteriana Transcripción 2. Distorsión de la función de la membrana celular (Ejemplo: polimixina B, colistín. 2. Distorsión de la función de la membrana celular (Ejemplo: polimixina B, colistín. ADN Duplicación del ADN ARNm 3. Inhibición de la síntesis de proteínas. (Ejemplo: aminoglicósidos, tetraciclina, cloranfenicol, macrólidos) 3. Inhibición de la síntesis de proteínas. (Ejemplo: aminoglicósidos, tetraciclina, cloranfenicol, macrólidos) 4. Inhibición de la 5. Inhibición de la síntesis del acido fólico (Ejemplo: sulfamida, trimetoprima). 5. Inhibición de la síntesis del acido fólico (Ejemplo: sulfamida, trimetoprima). Membrana celular bacteriana síntesis de ácidos nucleicos. (Ejemplo: fluorquinolonas, rifampicina) 4. Inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos. (Ejemplo: fluorquinolonas, rifampicina)
  • 18. Espectro de acción de los Antibióticos El listado general de las bacterias que son lisadas o inhibidas por cada ATB es realizado en los períodos de prueba clínicos primarios de cada ATB perfiles de susceptibilidad local o regional de cada especie bacteriana deben ser evaluados; pueden existir diferencias Sensibilidades individualizadas para cada especie bacteriana deben de ser estudiadas
  • 19. Administración de los antibióticos Tratamientos empíricos Basados en la epidemiología, antibióticos efectivos sobre los microorganismos mas probables de provocar infección Tratamientos dirigidos Determinación de la susceptibilidad a antibióticos determina el antimicrobiano a administrar
  • 20. Tests de Determinación de Susceptibilidad a Antibióticos • Difusión en agar ó Kirby-Bauer Estandarizado para especies de crecimiento rápido
  • 21. Antibiograma de Difusión o Kirby-Bauer Bacterias de crecimiento rápido (16-18 hs de incubación) enterobacterias, Staphylococcus y Pseudomonas aeruginosa. Bacterias fastidiosas (con requerimientos nutricionales que implica suplementar el agar Müeller Hinton) sólo frente a determinados antibióticos: *Neisseria gonorroheae frente a penicilina G *Streptococcus pneumoniae frente oxacilina (para esta especie equivale a determinar la sensibilidad a penicilina G) *Haemophilus influenzae b frente ampicilina.
  • 22. La Resistencia Adquirida Escherichia coli cepa sensible cepa resistente
  • 23. Tests de Determinación de Susceptibilidad a Antibióticos • Concentración inhibitoria Mínima (CIM) – Método de Referencia. – Interpretación (S o R) se basa en valores de antibiótico alcanzable en suero 104 cfu 4 2 1 0.5 0.25 0.12 0µg/ml
  • 24. Tests de Determinación de Susceptibilidad a Antibióticos • E-test – Combina simplicidad de KB con los datos que aporta la CIM.
  • 25. Antibiótico bacteriostático Droga que mantiene en estado latente el crecimiento y la duplicación bacteriana con los niveles conseguidos en el suero del paciente. Antibiótico bactericida Droga que mata a las bacterias con los niveles conseguidos en el suero del paciente.
  • 29. NumerodeBacteriasporml Concentración de ATB (0 a 16 mg/l) Interacciones Bacteria-Antibiótico
  • 30. ......Asociación de Antibióticos Obtener un efecto bactericida máximo Evitar la aparición de mutantes resistentes Tratar una infección polimicrobiana
  • 32. La Evolución a través de la selección natural puede ocurrir extremadamente rápido cuando la presión de selección es muy fuerte y la velocidad de división es muy rápida. Algunas bacterias se multiplican cada 15-20 minutos!
  • 33. “Evolución clásica” (mutaciones en su mayoría) “Evolución Moderna” (mutación, transferencia lateral de genes, transposición, recombinación, etc.) : Existen dos etapas de evolución microbiana INVOLUCRA AUMENTO DE RESISTENCIA A PRODUCTOS XENOBIOTICOS, ANTIBIOTICOS, ANTISÉPTICOS, Y BACTERICIDAS
  • 34. Las Bacterias se hacen Resistentes a través de: 1. Adaptaciones (producto de la selección) 2. Adquisición y transmisión de la resistencia antibiótica (transferencia horizontal de genes)
  • 35. Mecanismos de resistencia a antibióticos *Eflujo del antibiótico *Impermeabilidad al antibiótico *Inactivación enzimática *Secuestro *Protección del blanco *Modificación del blanco *Vía alternativa del antibiótico Reparación del blanco *Amplificación del blanco *Formación del biofilm *PUEDEN SER ADQUIRIDAS POR TRANSFERENCIA HORIZONTAL DE GENES (HGT)
  • 36. Emergencia de aislamientos de S. aureus productores de penicilinasa Emergencia de especies productoras de una cefalosporina inducible Emergencia de enterobacterias productoras de penicilinasa plasmídica Emergencia de especies hiperproductoras de una cefalosporinasa (Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Pseudomonas) Emergencia de aislamientos de Klebsiella productoras de beta-lactamasas de espectro extendido Emergencia de aislamientos productores de carbapenemasas Emergencia de aislamientos (E. coli) productores de una penicilinasa resistente a acido clavulánico
  • 37. ORIGENES DE LA TRANSFERENCIA Y DE LA MULTIRRESISTENCIA?? JAPON, 1950-
  • 38. En Argentina y en el mundo, altos porcentajes de resistencia a antibióticos.... considerado uno de los tres problemas emergentes actuales por la OMS
  • 39. Eflujo del Antibiótico Bacterias Gram-Negativas Bacterias Gram-Positivas Pared Bacteriana HH++ ATPATP ADPADP MFSMFS SMRSMR ABCABC RNDRND HH++ HH++ AntibioticoAntibiotico
  • 40. Proteina de Membr Pared Celula r Espacio Periplamic o Membra na Celular Proteina de Union a Penicilina Βeta-Lactamasas Beta- Lactamico Beta-Lactamico Peptidoglicano Proteina de Transp Lipopolisacarido Canal de Porina Abierto Canal de Porina Cerrado Lipoproteina Impermeabilidad al antibiótico Beta-lactámicos
  • 43. Actividad Enzimática de las β-Lactamasas
  • 44. Inactivación enzimática de la penicilina en bacterias Gram-Negativas
  • 45. Inactivación enzimática de la penicilina en las bacterias Gram-Positivas
  • 46. Inactivación enzimática de los aminoglicósidos en Bacterias Gram-Positivas
  • 47. Protección del Blanco FenotipoFenotipo MLSMLS: por: por MetilaciónMetilación deldel ARNrARNr (residuo de adenina 2058 en 23s ARN)(residuo de adenina 2058 en 23s ARN) CH3
  • 48. Gram- Cationes,precursores La resistencia es provocada por una proteína de membrana externa denominada OprH-1, que interfiere con el sitio de ligamiento aniónico de las polimixinas con el lipopolisacárido de la pared. Este mecanismo de resistencia también afecta a los aminoglucósidos y EDTA
  • 49. Modificación del blanco de acción Aminoglicósidos El antibiótico no encuentra su blanco de acción, por lo cual no produce su efecto bactericida o bacteriostático sobre la bacteria
  • 50. Vía alternativa del antibiótico SULFAMIDAS Análogo estructural del PABA SULFAMIDAS Análogo estructural del PABA Dihidrofolico-reductasa Dihidrofolico-reductasa TRIMETOPRIMA AnÁlogo estructural del acido dihidrofólico TRIMETOPRIMA AnÁlogo estructural del acido dihidrofólico PABA Acido dihidrofólico Enzima DHPSEnzima DHPS Enzima DHFREnzima DHFR Tetrahidropteroato-sintetasa Tetrahidropteroato-sintetasa Acido tetrahidrofólico
  • 51. Formación de biofilm Un agregado multicelular de bacterias que se forman sobre muchas superficies expuestas a las bacterias susceptibles en presencia de agua Protege a las bacterias de las defensas del huésped, condiciones ambientales adversas y a los agentes antibioticos. Se encuentran en la naturaleza en ríos, lagos, suelos y dentro del cuerpo humano. Biofim bacteriano responsable de la placa.
  • 52. Como se forma un biofilm? Superficie Superficie Las bacterias continúan su crecimiento, las células externas proveen una barrera física protectora de las células internas. Bacterias planctónicas en presencia de agua se unen a la superficie.
  • 53. Biofilm formation Adapted from Greenberg, et al. Science 1999 Formación del Biofilm Señales del ambiente Células planctónicas
  • 54. Biofilm y la Resistencia Antibiótica Poco o ningún efecto debido a que las bacterias en el biofilm están en una fase diferente que la mayoría de los blancos ATB. ATB bacteriostáticos Superficie
  • 55. Problemas de la Formación del Biofilm Los PMN no tienen acceso Aumento de valor de CIM Producen mas toxinas Difíciles de erradicar
  • 56. Comparación de BIC y MIC de aislamientos de P. aeruginosa(µg/ml) BIC50 BIC90 Rango MIC50 MIC90 Rango Amicacina (90) 32 256 4->256 16 128 0.5->128 Azitromicina (90) 2 32 0.5->32 NA NA NA Aztreonam (85) >128 >128 2->128 4 32 2->64 Ceftazidima (88) 128 >128 2->128 2 16 0.5-512 Ciprofloxacina (90) 0.5 4 <0.25->16 1 4 0.25-16 Claritromicina (90) 32 >32 0.5->32 NA NA NA Doxiciclina (86) >64 >64 1->64 16 32 1->32 Gentamicina (90) 16 >64 1->64 8 >32 1->32 Meropenem (87) 4 64 1->64 1 8 1-16 Piperacilina-ta zobactam (85) 256 >512 16->512 4 128 1-1,024 Ticarcilina-cla vulanico (72) 512 >512 16->512 16 256 2->4,096 Tobramicina (92) 4 32 1->64 2 32 0.25->512 Moskowitz SM, J Clin Microbiol. 2004
  • 57. RESPUESTA MULTIFACTORIAL BACTERIANA modificación del blanco de acción impermeabilidad modificación enzimática AMINOGLICÓSIDOS
  • 59. Actualmente........ Cepas de Enterococcus faecalis y E. faecium resistentes a la vancomicina Emergencia de SAMR resistente a la vancomicina Clones pandémicos de Acinetobacter baumannii multirresistentes Emergencia de resistencia a colistín en A. baumannii Cepas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosa Emergencia de resistencia a carbapenemes en las enterobacterias etc.....
  • 60. Manejo racional de los antibióticos. Identificación previa al tratamiento del agente causal. Prueba de sensibilidad de rutina Rotación de antibioticos Uso de antibióticos veterinarios Dosis adecuada (lo mas posible) No utilizar los mismos para diferentes funciones
  • 61. Los antibióticos, investigación con marcha muy lenta Los ATB representan el mercado 3er mercado mundial anual con 26x 109 US$. Las necesidades de nuevos ATBs son enormes. En las infecciones agudas, tales como en gral son las bacterianas, los tratamientos con ATBs son muy cortos. Por lo tanto, son menos lucrativos que las enfermedades crónicas. Los nuevos ATBs serían utilizados solamente para bacterias resistentes a los viejos ATBS, con lo cual el mercado sería muy pequeño, al menos al principio.
  • 62. FUTURO EN LA TERAPIA DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS Nuevos antibióticos Actualizar los ”viejos" antibióticos Bacteriófagos Probióticos Vacunas (terapéuticas/protectivas) Estricta regulación en el uso de antibióticos Vigilancia epidemiológica y control de infecciones
  • 64. Los Genomas Bacterianos secuenciados hasta el año 2001 La secuencia de numerosos genomas de patógenos humanos facilita la identificación de nuesvos blancos para nuevos ATBs
  • 65. Péptidos antibióticos de origen eucarionte (PAE). Siete familias de péptidos antimicrobianos Drosomicinas, Metchnikowinas Defensinas Attacinas Cecropinea Drosocina Diptericinas Infección por bacterias Gram+, bacterias Gram-, hongos Reconocimiento por el Sistema Inmunitario Innato (Toll, IMD, PGRP, GNBP) Son altamente bactericidas y su mecanismo de acción se basa en su alta afinidad con los fosfolípidos aniónicos de la membrana citoplasmática de los patógenos.
  • 66. ”No es la más fuerte de las especies la que sobrevive, ni tampoco la más inteligente, sino aquella que responde más rápido al cambio" Charles Darwin