Agentes Antimicrobianos y Microorganismos - sld.cu

1 TEMA 20. Agentes Antimicrobianos Y Microorganismos Dr. Pedro F. Mateos Departamento de Microbiolog a y Gen tica. Facultad de Farmacia. Universidad de Salamanca HISTORIA DEFINICION Y CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS Betalact micos Macr lidos Aminoglic sidos Tetraciclinas Polipept dicos Polienos Otros antibi ticos MODO DE ACCION DE LOS ANTIBIOTICOS Inhibici n de la s ntesis de la pared celular Alteraci n sobre la membrana citopl smica Inhibici n de la s ntesis proteica Bloqueo de la s ntesis de los cidos nucl icos OTROS Agentes Antimicrobianos SINTETICOS DE USO CLINICO Trimetropin Nitrofuranos Isoniazida Quinolonas BASES PARA LA UTILIZACION CLINICA DE LOS Antimicrobianos METODOS UTILIZADOS PARA LA VALORACION Y SELECCION DE ANTIBIOTICOS T cnica de diluci n en tubo T cnica de difusi n en placa CONSIDERACIONES A TENER

2 EN CUENTA AL UTILIZAR ANTIBIOTICOS HISTORIA El tratamiento de las enfermedades mediante compuestos qu micos no es nuevo. En 1495 ya se utilizaban sales de mercurio para tratar la s filis, aunque este tratamiento hizo bueno el axioma: Graviora quaedum sunt remedia periculus, es decir "Es peor el remedio que la enfermedad" ya que determinados tratamientos, como es el caso del mercurio, son t xicos para las c lulas animales y humanas. Para que un agente quimioter pico sea efectivo en el tratamiento de una enfermedad infecciosa no s lo debe de matar o inhibir al microorganismo causante de la infecci n sino que adem s debe ser relativamente inocuo para las c lulas humanas al exhibir toxicidad selectiva. El primer gran descubrimiento en este sentido fue hecho por Paul Ehrlich a principios del siglo XX.

3 Este m dico alem n cre a que era posible obtener un compuesto qu mico que pudiera curar espec ficamente la s filis sin da ar al paciente. El conoc a que el ars nico inhib a al microorganismo causante de la s filis (Treponema pallidum) pero que tambi n era t xico para las c lulas humanas. Ehrlich trabaj en la idea de que el ars nico pod a incorporarse dentro de compuestos org nicos de tal manera que perdiera su toxicidad para las c lulas humanas manteniendo sus propiedades antimicrobianas. Despu s de ensayar 605 sustancias con estas caracter sticas encontr un compuesto, el 606, que cumpl a estos requisitos. A esta sustancia la llam Salvarsan y fue el primer compuesto qu mico sintetizado en laboratorio que pod a curar una enfermedad sin ser t xico para el paciente.

4 Gracias a este descubrimiento le concedieron el premio Nobel en 1908. Hoy en d a ya no se utiliza salvarsan para tratar la s filis ya que ha sido reemplazado por un producto mucho m s efectivo, el antibi tico penicilina. Hasta 1935 no se realiz ning n nuevo avance en quimioterapia. En ese a o Gerhard Domagk trabajando en la Bayer realiz un descubrimiento importante. Despu s de llevar a cabo experimentos con m s de 1000 colorantes sint ticos para comprobar si alguno de ellos pod a curar las infecciones causadas por estreptococos en ratones sin da ar a los animales, descubri que un colorante rojo llamado Prontosil era efectivo. Este descubrimiento le vali el premio Nobel en 1939. Curiosamente, este colorante no era capaz de inhibir el crecimiento de las bacterias crecidas en laboratorio; s lamente era efectivo cuando las bacterias crec an dentro del cuerpo del animal.

5 Esta aparente contradicci n fue resuelta en el mismo a o por un qu mico franc s Jacques Tr fou l al observar que el prontosil era transformado en el cuerpo en un compuesto incoloro diferente que s ten a actividad espec fica frente a bacterias. Esta nueva sustancia era la sulfonamida. En un corto per odo de tiempo se determin su estructura siendo posible sintetizarla en gran escala y desarrollar nuevos compuestos que se denominaron sulfamidas que a n hoy en d a se siguen utilizando. El salvarsan y las sulfamidas son ejemplos de Agentes quimioterap uticos sint ticos obtenidos mediante s ntesis qu mica en un laboratorio. Sin embargo, existe una segunda categor a: Agentes quimioterap uticos naturales, llamados antibi ticos. Un antibi tico es una sustancia producida por un microorganismo que es inhibitoria para otros Microorganismos en muy peque a cantidad.

6 En 1928 el microbi logo ingl s Alexander Fleming observ que en una placa de agar inoculada con Staphylococcus aureus que estaba contaminada con el hongo Penicillium notatum, las colonias de Staphylococcus eran destru das por alguna actividad de las colonias del hongo. A partir de este hongo realiz la extracci n de un compuesto que era el responsable del efecto inhibitorio al que llam Penicilina. Si bien Fleming reconoci el enorme potencial terap utico de la penicilina, encontr serios problemas para aislarla y purificarla. El primer ensayo cl nico con una preparaci n cruda de penicilina se llev a cabo el 12 de Febrero de 1941. El paciente era un polic a de Oxford que se estaba muriendo por una infecci n con Staphylococcus (septicemia). Al administrarle penicilina se observ un mejoramiento espectacular, pero 5 d as despu s, cuando se les acab la penicilina, la infecci n volvi a emerger y el paciente muri.

7 Este ensayo cl nico fall debido a que no se pod a obtener una producci n a gran escala de penicilina. En este punto (1940-1941) los brit nicos estaban inmersos en la II guerra mundial. Los americanos se interesaron por la penicilina y la fundaci n Rockefeller invit al ingl s Florey para que investigara la producci n a gran escala de la penicilina junto con universidades e industrias farmac uticas americanas. Esta cooperaci n hizo posible que un a o despu s estuvieran disponibles grandes cantidades de penicilina. Muy pocos descubrimientos cient ficos han tenido tanto efecto en el campo de la medicina como el descubrimiento de los antibi ticos. DEFINICION Y CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS Los antibi ticos se pueden definir como un producto del metabolismo microbiano que es capaz de matar o inhibir el crecimiento de otros Microorganismos y adem s es efectivo a bajas concentraciones.

8 Actualmente se conocen m s de 5000 antibi ticos de los cuales alrededor del 75% son producidos por el g nero Streptomyces. Basados en su estructura qu mica, los antibi ticos se pueden clasificar en los siguientes grupos: Betalact micos. Se caracterizan por poseer en su estructura el anillo betalact mico que est compuesto por 3 tomos de carbono y 1 tomo de nitr geno. En esta categor a se incluyen: PENICILINAS: Bencilpenicilina (Penicillium chrysogenum) CLAVAMAS: Acido clavul nico (Streptomyces clavuligerus) CEFALOSPORINAS: 3 generaci n Cefotaxima (Acremonium [Cephalosporium]) MONOBACTAMAS: Aztreonam (Chromobacterium violaceum) CARBAPENEMAS: Imipenem (Streptomyces cattleya) Macr lidos. A esta categor a pertenece la eritromicina que consiste en un anillo lact nico con az cares aminados.

9 La eritromicina es producida por Streptomyces erythreus que fue aislado de un suelo de Filipinas. Aminoglic sidos. El antibi tico m s conocido es la estreptomicina. Consisten en az cares aminados y un anillo llamado aminociclitol. La estreptomicina la produce Streptomyces griseus. La neomicina tambi n pertenece a este grupo y debido a que se absorbe poco se utiliza oralmente antes de una cirug a intestinal. Tetraciclinas. Los antibi ticos de este grupo (tetraciclina, clortetraciclina, oxytetraciclina, doxiciclina) tienen en com n en su estructura el anillo naftaleno (4 anillos). Son producidas por el g nero Streptomyces. Polipept dicos. A este grupo pertenece la bacitracina que es producida por una cepa de Bacillus subtilis que fue aislada de una herida infectada de una joven llamada Tracy (de ah su nombre).

10 Los antibi ticos pertenecientes a este grupo se caracterizan por poseer una cadena de amino cidos algunas veces circular como es el caso de la polimixina B que es producida por Bacillus polymyxa. Debido a su toxicidad se aplican de forma t pica. Polienos. Compuestos que contienen tres o m s dobles enlaces. El grupo incluye los antibi ticos nistatina y anfotericina B. La nistatina (cuyo nombre proviene del estado donde se descubri , New York STATe) es producida por Streptomyces noursei y fue el primer antif ngico descubierto pero debido a su toxicidad se usa en tratamientos de la piel e infecciones bucales. La anfotericina B (su nombre proviene de su car cter anfot rico ya que posee propiedades de cido y base) es producido por Streptomyces nodosus y tambi n es t xico (causa da os en el ri n) por lo que se administra monitorizado en el tratamiento de infecciones internas f ngicas.