Transcript antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas

Multiresistencia a antibióticos
y
efectividad de antibióticos de
primera, segunda y tercera
generación
Liceo José De San Martín
Profesor:José De la Cruz
Los orígenes
• Las bacterias constituyen las formas de vida más
tempranas que aparecieron en la Tierra, hace miles
de millones de años. Los científicos piensan que
ellas ayudaron a formar y cambiar el medio ambiente
inicial del planeta, creando eventualmente el oxígeno
atmosférico que permitió el desarrollo de otras
formas de vida más complejas.
• Muchos creen que las células más complejas se
desarrollaron cuando las bacterias se hicieron
residentes de otras células, convirtiéndose en
organelos en las células modernas complejas. Un
ejemplo de tales organelos son las mitocondrias, las
cuales fabrican la energía en nuestras células.
Ubicación de las bacterias
• En un árbol filogenético universal (establecido por
Carl Woese), podemos ver la ubicación de las
bacterias.
Estructura de las bacterias
•
•
•
•
•
•
•
Poseen una cápsula, que está formada por una capa gelatinomucosa
de tamaño y composición variables que juega un papel importante en
las bacterias patógenas.
Citoplasma: Presenta un aspecto viscoso, y en su zona central
aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano.
En algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con
información genética, dispersos por el citoplasma: son los plásmidos.
La membrana plasmática presenta invaginaciones, que son los
mesosomas, donde se encuentran enzimas que intervienen en la
síntesis de ATP, y los pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias
fotosintéticas.
En el citoplasma se encuentran inclusiones de diversa naturaleza
química.
Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente rígidos,
implantados en la membrana mediante un corpúsculo basal. Pueden
poseer también fimbrias o Pili muy numerosos y cortos, que pueden
servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una célula a otra.
Poseen ARN y ribosomas característicos, para la síntesis de proteínas.
Pared celular rígida y con moléculas exclusivas de bacterias.
BACTERIAS: Características
Reproducen por fisión binaria (duplicación: dar
origen a dos células o más).
Presentan estructuras especializadas
Pili (Intercambio de material genético)
Flagelos (Movimiento)
Cápsulas (Protección del medio ambiente)
BACTERIAS: Características

Autótrofas (prod. su propio alimento)


Heterotrofas


Fotosintéticas o quimiosintéticas
Absorben nutrientes del ambiente
Hábitat


Suelo, aire, cuerpos de agua
Condiciones normales o extremas
Gram positivas y gram negativas
En las bacterias, la pared celular es determinante de
la forma celular y también ha servido como criterio
de clasificación. En 1884, el bacteriólogo francés
Christian Gram desarrolló un método para observar
bacterias al microscopio óptico empleando una
tinción específica. Sin embargo, no todas las
bacterias se teñían con este método, lo que
determinó que se las clasificara en dos grupos: las
bacterias gram positivas, que sí se tiñen, y las gram
negativas, que no se tiñen.
Gram positivas y gram negativas
Grampositiva
Gramnegativa
Apariencia
• Existen cientos de especies de
bacterias, pero todas ellas tienen una
de las tres formas existentes:
• Algunas son bastones y se llaman bacilos.
• Otras tienen forma de esferas pequeñas y se
llaman cocos.
• Otras son helicales o espirales.
Bastones
Epulopiscium
Escherichia Coli
Cocos
Estreptococos
Espirales
Espiroqueta
Borrelia
ALGUNAS ESPECIES
Transferencia de material genético en bacterias
• La transferencia de material genético en los
organismos procariontes se produce por
inserción en una célula receptora de un
fragmento de ADN genéticamente diferente,
proveniente de una célula donante. En las
bacterias existen tres mecanismos de
transferencia: transformación, transducción y
conjugación.
Transformación
Implica la inserción de fragmentos de
ADN libre, provenientes de otras
bacterias destruidas. La inserción del
nuevo fragmento de ADN, provoca un
cambio genético en la célula
receptora.
Transducción
Se caracteriza porque, el fragmento
de ADN que se transfiere de una
bacteria a otra se realiza mediante la
participación de un virus.
La conjugación bacteriana
La conjugación bacteriana consiste
en la transferencia de ciertos genes,
desde una bacteria a otra, a través de
un puente proteico llamado Pili.
Como resultado de esta conjugación,
la bacteria receptora posee genes
que antes no tenía.
La conjugación bacteriana
conjugación plasmidial.
Plasmidio
integrado
al ADN
cromosoma
l
Pili
Bacteria receptora
La conjugación bacteriana
Conjugación cromosomal
Plasmidio
ADN cromosomal
Pili
Antibióticos
A fines de la década de 1920, Alexander
Fleming observó que casualmente uno de
sus cultivos bacterianos había sido
contaminado con un moho llamado
Penicillium.
Al observar el cultivo, se dio cuenta que
las bacterias no crecían cerca del moho.
Antibióticos
• Fleming se dio cuenta de que el moho
producía una sustancia que inhibía el
crecimiento bacteriano, a la que llamó
penicilina.
Nacen los antibióticos
DESCRIPCION
• Los antibióticos, o agentes antimicrobianos, son
sustancias (obtenidas de bacterias u hongos, o
bien obtenidas de síntesis química) que se
emplean en el tratamiento de infecciones.
Antibióticos
• Toxicicidad selectiva
• Acción bactericida
• No inducir resistencia
• Permanecer estable en los líquidos corporales y tener
un largo período de actividad
• Ser soluble en humores y tejidos
• No inducir respuesta alérgica en el huésped
• Tener un espectro de acción limitada
GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE
ANTIBIOTICOS
Hongos filamentosos:
• Penicillium (penicilina)
• Aspegillus
• Cephalosporium (cefalosporina)
Familia Bacillaceae:
• Bacillus (bacitracina, gramicidina y
polimixina)
GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE
ANTIBIOTICOS
Actinomicetos:
• familia Streptomycetaceae:
- Streptomyces (tetraciclina,
eritromicina, estreptomicina)
- Nocardia
- Micromonospora
ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE
INFECCION
• La elección de uno u otro antibiótico en el
tratamiento de una infección depende:
- del microorganismo ( obtenido por
cultivo o supuesto por la experiencia)
- de la sensibilidad del microorganismo
(obtenida por un antibiograma o
supuesta por la experiencia).
SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO
• Discos de papel de
filtro con diferentes
antibióticos
• Se colocan sobre el
agar sembrado
• Difusión
• Inhiben bacterias
sensibles
SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO
ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE
INFECCION
La toxicidad, los antecedentes de alergia
del paciente y el costo.
En infecciones graves puede ser
necesario combinar varios antibióticos
La gravedad de la enfermedad
MECANISMOS DE ACCIÓN
Para que un ATB ejerza su ACCION, es necesario que
llegue al FOCO DE INFECCION penetre en la célula
bacteriana y alcance intracelularmente la
concentración necesaria
El ingreso puede ser por difusión o transporte activo y
actúa en un sitio determinado de la estructura
bacteriana (target o diana) específico para cada
antibiótico
La vía de administración puede ser oral (cápsulas,
sobres),tópica (colirios, gotas, etc.),inyectable
(intramuscular o intravenosa). Las infecciones graves
suelen requerir la vía intravenosa.
BLANCOS DE ACCIÓN PARA LOS ANTIMICROBIANOS
MECANISMO DE ACCION BACTERICIDA
La lisis de la bacteria se produce cuando el ATB
altera la envoltura celular. La pared celular
bacteriana está compuesta por peptoglicanos. Estos
tipos de barrera extracelular confieren forma y
rigidez a las células. El ATB escogido para la ruptura
celular tiene que considerar el origen del tejido para
evaluar su facilidad o dificultad de destrucción
interrumpiendo la síntesis de la membrana de la
pared. o bien alterando la permeabilidad de la pared.
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…
-lactámicos...Mecanismo de acción
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…
-lactámicos...Estructura
Penicillium........
Cephalosporium...
Penicilina
Cefalosporina
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…
NO -lactámicos... Mecanismo de acción
Que inhiben enzimas biosintéticas
Fosfomicina: bloquea la formación del ácido N-acetilmurámico.
Cicloserina: inhibe la incorporación de D-alanil-D-alanina al PG.
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.
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.
MECANISMO DE ACCION BACTERIOSTATICO
• El ATB inhibe o modifica alguna parte del
metabolismo normal de la bacteria
mediante:
- la supresión de la síntesis proteica por
inhibición del DNA o el RNA o por
interrupción en otros pasos de la síntesis.
- La inhibición de la síntesis de otros
productos metabolicos.
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Que actúan sobre subunidad 30S...
Aminoglicósidos: Estructura
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.
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Que actúan sobre subunidad 30S...
Tetraciclinas: Estructura química y Mecanismo de acción
Provocan una inhibición de la síntesis
protéica en el ribosoma de la
bacteria. Actúan inhibiendo la síntesis
proteica al unirse a la subunidad 30 S
del ribosoma y no permitir la unión del
acido ribonucleico de Transferencia
(tRNA) a este, ni el transporte de
aminoácidos hasta la subunidad 50 S.
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Que actúan sobre subunidad 50S...
Cloranfenicol: Estructura química y Mecanismo de acción
Originalmente producido
por un Streptomyces,
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.
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ARN
Rifampicina: se une a la RNA polimerasa
bloqueando la síntesis del mRNA.
Es capaz de penetrar a las células, por esto, es útil
en el tratamiento de la Tuberculosis, en
combinación con drogas antituberculosis, como
Isoniazida (inhibe la síntesis de lípidos de
Mycobacterium tuberculosis)
ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ADN
Quinolonas y Nitroimidazoles
Quinolonas, ácido nalidíxico: se unen a la DNA girasa, enzima
que mantiene el estado de sobre enrrollamiento del DNA. La
unión del antibiótico al complejo DNA-girasa inhibe la replicación
del DNA.
Mientras que las nuevas fluoroquinolonas son antibióticos de
amplio espectro y especialmente utilizados en infecciones
urinarias y en infecciones por Escherichia coli y Salmonella.
Nitroimidazoles: el grupo Nitro es reducido por una proteína de
bacterias anaeróbicas. La droga reducida produce ruptura del
DNA. Son activas frente a anaerobios y protozoos.
INTERFERENCIA CON EL METABOLISMO
Sulfonamidas y Trimetoprim: interfieren con el metabolismo del ácido fólico,
que es un precursor de la síntesis de purinas, pirimidinas y aminoácidos.
Se bloquea la síntesis de ácidos nucleicos y pared celular.
sulfisoxazol
Se usan generalmente combinados, ya que producen un efecto
sinérgico, en infecciones respiratorias, urinarias y gastroenteritis por
Shigella y Salmonella.
CLASIFICACION
Cefalosporinas
• Las cefalosporinas se clasifican clásicamente en
"generaciones", en base al espectro de actividad
para gérmenes grampositivos y gramnegativos.
Gram positivas y gram negativas
Grampositiva
Gramnegativa
PRIMERA GENERACION
SEGUNDA GENERACION
TERCERA GENERACION
TIPOS DE RESISTENCIA
•
•
•
•
•
•
•
•
Natural o intrínseca. Es una propiedad
específica de las bacterias y su aparición
es anterior al uso de los antibióticos, como
lo demuestra el aislamiento de bacterias
resistentes a los antimicrobianos, de una
edad estimada de 2000 años encontradas en
las profundidades de los glaciares de las
regiones árticas de Canadá.
TIPOS DE RESISTENCIA
Adquirida. Constituye un problema en
la clínica, se detectan pruebas de sensibilidad
y se pone de manifiesto en los fracasos
terapéuticos en un paciente infectado con
cepas de un microorganismo en otros tiempos sensibles.
La aparición de la resistencia en unabacteria se produce
a través de mutaciones (cambios en la secuencia de
bases de cromosoma) y por la trasmisión de material
genético extracromosómico procedente de
otras bacterias.
TIPOS DE RESISTENCIA
En el primer caso, la resistencia se trasmite
de forma vertical de generación en
generación.
En el segundo, la trasferencia de genes se
realiza horizontalmente a través de
plásmidos u otro material genético movible
como integrones y transposones; esto último
no solo permite la trasmisión a otras
generaciones, sino también a otras especies
bacterianas.
La conjugación bacteriana
conjugación plasmidial.
Plasmidio integrado
al ADN cromosomal
Conjugación cromosomal
Pili
Plasmidio
ADN cromosomal
Pili
Bacteria receptora
TIPOS DE RESISTENCIA
De esta forma una bacteria
puede adquirir la resistencia a uno o
varios antibióticos sin necesidad de haber
estado en contacto con estos
MECANISMOS DE RESISTENCIA
Las bacterias han desarrollado varios
mecanismos para resistir la acción de los
antibióticos. El primero de ellos es por la
posición de un sistema de expulsión activa
del antimicrobiano, una especie de bomba
expulsora que utilizan las bacterias para la
excreción de productos residuales o tóxicos,
con la que puede eliminar además muchos
de estos agentes antibacterianos (
MECANISMOS DE RESISTENCIA
El segundo, se realiza mediante la
disminución de la permeabilidad de la
pared bacteriana, con la pérdida o
modificación de los canales de entrada
La producción de enzimas inactivantes
de los antibióticos constituye el tercer
mecanismo
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
En la actualidad existen varias estrategias
con el fin de minimizar la resistencia de
las bacterias a la acción de los antibióticos.
A continuación se enumeran las que
aparecen en la literatura revisada
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
Uso racional de los antibióticos mediante
la educación a los médicos y la población.
Incremento en los planes de educación
médica de pregrado y posgrado del estudio
de las enfermedades infecciosas, el
uso de los agentes antimicrobianos y su
prescripción basada en la evidencia.
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
Establecimiento de programas de vigilancia
para detectar la aparición de cepas
resistentes, y mejoramiento de la
calidad de los métodos de susceptibilidad
para guiar la terapéutica empírica
contra los patógenos que producen las
enfermedades infecciosas más comunes.
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
Racionalización del empleo de los
antibióticos en la medicina veterinaria
para la producción de alimento animal
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
Rotación cíclica de antibióticos en las
instituciones de salud para reducir la
resistencia, se considera un concepto
novedoso
y atractivo ya que el uso de los
antibió-ticos constituye un estímulo para
la emergencia de la resistencia
PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA
BACTERIANA
Cumplimiento estricto de las medidas de
prevención y control de la infección
intrahospitalaria.
Empleo cada vez más de las vacunaciones.
En este sentido, en la actualidad
se buscan nuevas opciones contra gérmenes
de alta virulencia y multirresistencia,
productor de procesos infecciosos graves
en los seres humanos como el
Neumococo.
BIBLIOGRAFÍA
• Madigan M.T., J.M. Martinko and J. Parker, Brock -Biology of
Microorganisms, 10th Edition, Prentice Hall, 2003.
• Molecular Detection of Antimicrobial Resistance.ad c. Fluit,*
Maarten R. Visser, and Franz-Josef Schmitz Clinical Microbiology
Reviews, Oct. 2001, Vol. 14, No. 4. p. 836–871.
• Las bases Farmacológicas de la Terapéutica, Septima edición,
Alfred Goodman Gilman, Louis S. Goodman, Theodore W. Rall,
Ferid Murad.
• INSTITUTO UNIVERSITARIO DE OPTOMETRÍA
• Biología 4º,para Cuarto Año de Educación Media