Mecanismos de resistencia

1. FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Resistencia a Antibióticos Mecanismos de resistencia Dr. Guido Mora L.

3. Resistencia… • Resistencia intrínseca • i)la bacteria no tiene la molécula/reacción enzimática que es el blanco del antibiótico. • ii)el antibiótico no puede ingresar al interior de la bacteria. • ...es especie específica y género específica... • Resistencia adquirida • i)se debe a la adquisición de genes que codifican para resistencia. • ii)o a la mutación de algunos genes (generalmente genes de las proteínas blanco). • ...es una propiedad específica de cada cepa (no todas las bacterias son transformables)...

4. “La mayoría de los antibióticos utilizados derivan de compuestos producidos por bacterias y hongos del suelo...” “La flora microbiana del suelo desarrolló mecanismos para defenderse de la actividad de los antibióticos, es decir son mecanismos naturales, anteriores al uso clínico de los antibióticos...” “Las bacterias pueden transmitir estos genes de defensa en forma horizontal desde una cepa resistente a un cepa sensible” “Los genes normales (“house-keeping”)de una bacteria pueden mutar, haciendo que los antibióticos no puedan actuar” Orígenes de la Resistencia Adquirida… “Un antibiótico es un metabolito producido por una bacteria o un hongo que a baja concentración puede inhibir el crecimiento de bacterias...”

5. “Cuando la resistencia se adquiere por mutación la CIM aumenta de3 a 5 veces.” “Cuando la resistencia se aquiere por transferencia horizontal de genes la CIM aumenta por lo general entre50 y 100 veces” Resistencia bacteriana… Depende de... el agente antimicrobiano. la bacteria el mecanismo de resistencia Se puede cuantificar como un valor de concentración inhibitoria mínima (CIM). El valor de CIM puede aumentar entre 3 y 100 veces

6. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... 2.Modificación química de la molécula blanco... 3.Disminución de la disponibilidad intracelular del antibiótico... 3.1.Se impide la entrada 3.2.Aumenta el eflujo (salida) 4.Establecimiento de una ruta metabólica alternativa...

7. O R C N H S C H 3 C H N O C 3 H C O O H Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... a.Inactivación de los -lactámicos por-lactamasas Activa Inactiva

8. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... a.Inactivación de los -lactámicos por-lactamasas -lactamasas... i.)Existe un gran número de enzimas diferentes… ii.)Se agrupan por familias de acuerdo al gen que las codifica… iii.)Pueden estar codificadas en plasmidios o en el cromosoma… Gram (–) Periplasmáticas Constitutivas Penicilinas = Cefalosporinas Gram (+) Extracelulares Inducibles Más activas contra Penicilinas que Cefalosporinas

9. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... a.Inactivación de los -lactámicos por-lactamasas

10. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... a.Inactivación de los -lactámicos por-lactamasas Ampicilina Inhibidores (competitivos) de -lactamasas Ac. Clavulánico Sulbactam

11. O H N H C O C H C l 2 O N C H C H C H 2 2 O H AcCoA N H C O C H C l 2 O N C H C H C H 2 2 O H O C O C H 3 AcCoA N H C O C H C l 2 O N C H C H C H 2 2 O O C O C H 3 H C O C 3 Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... b.Inactivación deCloramfenicol (50S) Cloranfenicol Acetil Transferasa (CAT) Cloranfenicol Acetilado no se une al ribosoma... Existen muchas CAT distintas, probablemente de origen independiente…

12. Ac N H 2 N H 2 C H N H 2 2 O H O O O O H C H O H 2 O H O O H N H P 2 O H Ade O H Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... c.Inactivación deAminoglicósidos (30S) Hay 3 tipos de enzimas modificacdoras de AG... N-acetil transferasas (AcCoA) O-adeniltransferasas (ATP) O-fosfotransferasa (ATP) Ac:acetilación P:fosforilación Ade:adenilación

13. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico... c.Inactivación deAminoglicósidos (30S) La modificación química generalmentelimita el ingreso del antibiótico. Están en el periplasma en bacterias Gram (-)… La presencia de los grupos OH o NH2 hacen que un determinado aminoglicósido sea susceptible o no a modificación por estas enzimas… Las enzimas modificadoras están codificadas en plasmidios, transposones o integrones…

14. Mecanismos de Resistencia… 1.Modificación química del antibiótico...

15. Mecanismos de Resistencia… 2.Modificación química de la molécula blanco... -lactámicos (pared): Cambios (mutaciones) en las PBP (Penicillin Binding Proteins)… disminuye la afinidad. Más común en Gram +. NO -lactámicos (pared): Involucra varios genes. Cambia la cadena lateral D-ala-D-ala por D-ala-D-hidroxibutirato en la síntesis de PG…. Este cambio es reconocido por las enzimas de síntesis de PG...pero no por la Vancomicina… Ampicilina Vancomicina

16. Mecanismos de Resistencia… 2.Modificación química de la molécula blanco... Macrólidos (30S): Eritromicina:una rRNAmetilasa introduce 2 grupos metilo en 2 adeninas del rRNA de 23S de la subunidad mayor del ribosoma...no hay unión. Rifampicina (síntesis de RNA): Mutación puntual en la subunidad  de la RNA polimerasa… Quinolonas (síntesis de DNA, quimioterápicos): Mutación puntual en la subunidad A de la DNA girasa… Ac. Nalidíxico Eritromicina

17. Mecanismos de Resistencia… 3.Disminución de la disponibilidad intracelular... Las bacterias pueden... i.)Disminuir la captación por cambios en la permeabilidad. Ej. Modificación química de los aminoglicósidos… ii.)Mediante un mecanismo de transporte activo, expulsar al antibiótico. Ej. Tetraciclina...bombas de flujo inducibles...dependientes de energía. Presentes en Gram (+) y Gram (-)…

18. Mecanismos de Resistencia… 3.Disminución de la disponibilidad intracelular...

19. Mecanismos de Resistencia… 4.Establecimiento de una ruta metabólica alternativa... Es un tipo de resistencia mediada por cambios en la molécula blanco. En este caso cambian varias enzimas de la ruta metabólica haciendo que el antibiótico no pueda actuar. Ej.: Sulfas y Trimetoprim Trimetoprim

20. Estímulo Transcripción mRNA (policistrónico) Traducción -galactosidasa Permeasa Metilasa Mecanismos de Resistencia… 4.Establecimiento de una ruta metabólica alternativa... Transferencia de vías completas...OPERONES Plac El operón lacZYA lacI lacZ lacY lacA

21. Mecanismos de Resistencia… Resumen mecanismos de resistencia... “Bombas de expulsión” “Enzimas que degradan el antibiótico” “Enzimas que modifican el antibiótico”

22. Mecanismos de Resistencia… Resumen transferencia horizontal de resistencia...