Veterinaria-Microbiologa
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDFacultad de Veterinaria
Departamento de Sanidad Animal
MICROBIOLOGA: TEMA 15
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ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS. BASES MOLECULARES DEL
MECANISMO DE ACCIN. CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS.
USO CLNICO. ANTIBIORRESISTENCIA.
ANTIBIOGRAMA. VALOR CLNICO. BACTERIOCINAS.
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TEMARIO MICROBIOLOGA
I. INTRODUCCIN 1 TemaII. BACTERIOLOGA
Bacteriologa general 15 TemasBacteriologa especial 14 Temas
III. MICOLOGA Micologa general 3 TemasMicologa especial 3 Temas
IV. VIROLOGAVirologa general 5 TemasVirologa especial 14 Temas
V. INTRODUCCIN MICROBIOLOGA DE LOS ALIMENTOS, DEL MEDIO A. E INDUSTRIAL 5 Temas
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BACTERIOLOGA GENERAL
Estructura y funcin bacteriana Temas 2, 3, 4 y 5
Metabolismo bacteriano Temas 6 ,7 y 8
Reproduccin bacteriana Tema 9
Mtodos de cultivo Tema 10Gentica bacteriana Temas 11 y 12
Taxonoma bacteriana Tema 13
Accin de agentes fsicos, qumicos y biolgicos Temas 14 y 15
Mecanismos de patogenicidad Tema 16
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Tema 14 Tema 15
Antibiticos y quimioterpicos. Bases moleculares del mecanismo de accin. Clasificacin de antibiticos. Uso clnico. Antibiorresistencia. Antibiograma. Valor clnico. Bacteriocinas.
Accin de los agentes fsicos, qumicos y biolgicos sobre las bacterias. Esterilizacin y desinfeccin. Valores D, Z y Fo. Antispticos y desinfectantes. Agentes bactericidas y bacteriostticos. Modo de accin.
TEMAS 14 y 15
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Antibiticos y quimioterpicos. Bases moleculares del mecanismo de accin.
Clasificacin de antibiticos. Uso clnico. Antibiorresistencia. Antibiograma. Valor
clnico. Bacteriocinas.
TEMAS 14 y 15
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EL MAYOR AVANCE BIOMDICO DE LA HISTORIA
ANTIBITICOS
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Siglo VI, pandemia durante 50 aos, 100 x 106 de muertes
10.000 muertes por da en Bizancio
http://hospitales.files.wordpress.com/2009/05/peste_negra.jpg
LA PESTE
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Antimicrobiano: sustancia capaz de actuar sobre los microorganismos, inhibiendo su crecimiento o destruyndolos.
Antibitico: sustancia producida por el metabolismo de organismos vivos, principalmente hongos microscpicos y bacterias, que posee la propiedad de inhibir el crecimiento o destruir microorganismos.Segn su origen, los antibiticos pueden ser:
Biolgicos (naturales): sintetizados por organismos vivos, ej. Penicilina, Cloranfenicol.
Semisintticos: obtenidos por modificacin qumica de antibiticos naturales, ej. Ampicilina.
Sintticos: generados mediante sntesis qumica, ej. Sulfas.Quimioterpico
ANTIBITICOS
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Producto natural o qumico con toxicidad selectiva que inhibe o inactiva al microorganismo sin producir dao evidente en el hospedador. Toxicidad selectiva:
Grado de Toxicidad selectiva:- Dosis teraputica: nivel necesario para tratamiento clnico-Dosis txica: nivel al que el agente se vuelve excesivamente txico para el hospedador.
Indice teraputico: DTer/DTox. Cuanto ms elevado mejor es el antibitico
ANTIBITICOS
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Primeros compuestos marcan era moderna de la quimioterapia.
Ehrlich, 1854-1915 (Concepto de toxicidad selectiva): - Tripn rojo activo contra tripanosoma (enfermedad del sueo)-Arsfenamina (arsenical) activo contra espiroquetas (sfilis)
Domagk, 1935:-Descubre Sulfamidas
Woods, 1940 (Concepto de inhibicin competitiva):- Accin competitiva de las sulfamidas con el cido p-
aminobenzoico
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS
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Paul Ehrlich (1908):Cre el primer compuesto qumico sinttico (Salvarsan) que poda curar una infeccin, la sfilis (Treponema pallidum).
Salvarsan(La bala mgica)
http://wpcontent.answers.com/wikipedia/commons/4/45/Paul_Ehrlich.pnghttp://www.isciii.es/htdocs/centros/ens/alfonsoXIII/alfonsoxiii_18_salvarsan.jsp
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS
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Fleming, 1929: - Descubre Penicilina (inhibicin del crecimiento de Staphylococcus aureus por una cepa del hongo Penicillium notatum).
http://nobelprize.org/medicine/laureates/1945/index.html
Premio Nobel 1945
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http://www.losmicrobios.com.ar/microbios/imagenes/fleming.jpgPara ver esta pelcula, debedisponer de QuickTime y de
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ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS II
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Descubrimiento penicilina estimula bsqueda de otros antibiticos:
Dubos, 1939:- Descubre Tirotricina
Waksman, 1943: - Descubre Estreptomicina
Burkholder, 1947: - Descubre Cloranfenicol, etc...
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS II
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1900-15 Ehrlich concibe la idea de usar compuestos qumicos de sntesis como "balasmgicas" selectivas hacia microorganismos, pero inofensivas para las personas oanimales superiores. En 1909 descubre que el salvarsn es efectivo contra lasfilis. Acua el trmino "quimioterapia".
1932-35 Domagk, siguiendo los pasos de Ehrlich, descubre la accin del rojo deprontosilo (la primera sulfamida) sobre el neumococo y otros estreptococos invivo.
1940 Woods descubre el mecanismo de accin de las sulfamidas. Estamos en plena"Edad de oro de la Quimioterapia de sntesis".
1929 Fleming descubre la penicilina, el primer antibitico natural, pero fracasa en suintento de purificarlo. La industria farmacutica se muestra "indiferente".
1940 Chain y Florey purifican la penicilina.1944 Waksman, un microbilogo de suelos, ha iniciado una bsqueda de
microorganismos productores de antibiticos. Descubre la estreptomicina.Comienza la poca dorada de los antibiticos (quimioterpicos naturales), y labsqueda racional rinde decenas de nuevos an timicrobianos procedentes deActinomicetos, otras bacterias y hongos .
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS II
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Clasificacin:
Espectro de accin Espectro reducidoAmplio espectro
Naturaleza:NaturalesSintticos
Accin:Bactericidas: DestruccinBacteriostticos: Inhibicin
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS III
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ANTIMICROBIANOS
(a) BacteriostticosInhiben el crecimiento del microorganismo
(b) BactericidasMatan a los microorganismos sin necesidad
de destruirlos o lisarlos
(c) BacteriolticosMatan a los microorganismos por lisis
ANTIBITICOS y QUIMIOTERPICOS III
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Interfieren en sntesis de Pared bacterianaActuacin sobre Membrana celularInhibicin sntesis Proteica (unin ribosoma)
- Unin fraccin 30S, unin fraccin 50S- Pueden afectar diferentes pasos: unin del aminoacil-ARNt, formacin del enlace peptdico, lectura del ARNm, traslocacin
Inhibicin sntesis del cido nucleico
BASES MOLECULARES DEL MECANISMO DE ACCIN
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BASES MOLECULARES DEL MECANISMO DE ACCIN
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1. Fosfomicinas2. Cicloserinas3. Bacitracina4. lactmicos
Penicilinas Cefalosporina
s Monobactams Carbapenems
5. Glicopptidoshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Penicillin_3D_Model.png
ANTIMICROBIANOS QUE ACTAN SOBRELA PARED BACTERIANA
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1. POLIMIXINASPolimixina E (colistina)Polimixina B
2. IONFOROSGramicidinaMonensina y Valinomicina
ANTIMICROBIANOS QUE ACTAN SOBRELA MEMBRANA CELULAR
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1. Aminoglicsidos y Aminociclitoles (30S)2. Macrlidos (50S)3. Lincosamidas4. Estreptograminas5. Tetraciclinas6. Fenicoles7. Fusidanos
ANTIMICROBIANOS QUE ACTAN SOBRELA SNTEIS DE PROTENAS
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1. Quinolonas2. Novobiocina3. Rifamicinas4. Sulfamidas5. Diaminopirimidinas
ANTIMICROBIANOS QUE ACTAN SOBRELA SNTEIS DE CIDOS NUCLEICOS
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Empleo como promotores de crecimiento
SOLO USA
Empleo como teraputicos
USO CLNICO
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BENEFICIOS: CURAN
PROBLEMAS: Toxicidad-HipersensibilidadInhibicin no patgenos
DESARROLLO DE RESISTENCIAS
USO CLNICO
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EL MAYOR PROBLEMA DE SALUD PBLICA EN LOS PASES DESARROLLADOS
ANTIBIORESISTENCIA
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Aplicacin de quimioterpicos ha permitido diseminacinde cepas microbianas con mecanismos de resistenciaDiferenciacin entre:
cepa insensible (cuyo fenotipo silvestre le permite "resistir" de modo natural a un determinado antibitico). cepa resistente (variante surgida por cambios genticos a partir de un fenotipo silvestre originalmente sensible).
ANTIBIORESISTENCIA I
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Clasificacin mecanismos de resistencia: 1. mutacin en un gen cromosmico; 2. Captacin de material gentico exgeno.
Problema serio: a. muy extendido; b. puede conferir resistencia a varios antibiticos a la vez; c. no suele disminuir la tasa de crecimiento de la bacteria ni le hace perder sus propiedades de virulencia.
ANTIBIORESISTENCIA II
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Las bacterias evolucionan en
SALTOS CUNTICOS
- ADN propio- ADN exgeno
(Gentica: Tema 11)
ANTIBIORESISTENCIA II
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Procedencia exgenaDistinto contenido en G+CAsociados a tRNA
FUNCIN BIOLGICA
Islas de resistencia
Islas de patogenicidad
Islas metablicas
LAS ISLAS GENMICAS
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Darwin
La seleccin natural
QUIN MANTIENE LA INFORMACIN?
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aqu hace falta correr todo cuanto uno pueda para permanecer en el mismo sitio.
- Reina Roja a Alicia en El jardn de las flores vivas.
EL TEOREMA DE LA REINA ROJA: LEIGH VAN VALEN (1973)
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MECANISMOS DE ADQUISICIN DE RESISTENCIAS* MUTACIN
* CAPTACIN DE MATERIAL GENTICO EXGENOP CONJUGACINP TRANSFORMACINP TRANSDUCCIN
RESISTENCIAS A LOS ANTIMICROBIANOS
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http://biogetopics.files.wordpress.com/2008/11/horizontaltransfer1.gif
RESISTENCIAS A LOS ANTIMICROBIANOS
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BACTERIAS
SELECCIN RESISTENCIAS
ANTIBITICOS
PATGENOS BACTERIAS SAPROFITAS
TRANSMISIN
VERTICAL HORIZONTAL
RESISTENCIAS
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1. Disminucin de la permeabilidad hacia el antibitico. 2. Inactivacin enzimtica del antibitico 3. Modificacin de la diana sobre la que acta el antibitico 4. Sistemas de eflujo / bombeo
MECANISMOS IMPLICADOS EN LA RESISTENCIAA ANTIBITICOS
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1.- DISMINUCIN DE LA PERMEABILIDAD
Tetraciclina, fosfomicina
http://www.microbelibrary.org/ASMOnly/details.asp?id=1884&Lang=
DISMINUCIN DE LA PERMEABILIDAD
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2.- INACTIVACIN O DESTRUCCIN DEL ANTIMICROBIANO (enzimas).
Beta-lactmicos (betalactamasas),aminoglucsidos
http://www.microbelibrary.org/ASMOnly/details.asp?id=1884&Lang=
INACTIVACIN O DISTRIBUCIN DEL ANTIMICROBIANO
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3.- INACTIVACIN DE LA DIANA
Macrlidos, quinolonas, beta-lactmicos (PBPs)
http://www.microbelibrary.org/ASMOnly/details.asp?id=1884&Lang=
INACTIVACIN DE LA DIANA
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4.- ELIMINACIN POR SISTEMAS DE BOMBEO
Tetraciclina, fluoroquinolonas
http://www.microbelibrary.org/ASMOnly/details.asp?id=1884&Lang=
ELIMINACIN POR SISTEMAS DE BOMBEO
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BETALACTMICOSanillo -lactmico
CEFAMICINAS: similares a las cefalosporinasProducidas por bacterias.Ej.: cefoxitina
PENICILINAS: grupo de antibiticos ms importante.Acta sobre bacterias Gram +, porque son permeables.
* GRUPO PENICILINA G: sensible a las -lactamasas
CEFALOSPORINAS: ms resistentes a las -lactamasas.Mayores efectos adversos.
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PENICILINA
COMPLEJO PENICILINA-
PBP
BACTERIA
PBP
MECANISMO DE ACCIN DE LOS BETALACTMICOS
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A) MODIFICACIN DE CANTIDAD Y/O CALIDAD DE ALGUNOS COMPONENTES DE LA PARED CELULAR como la PBP
ADQUISICIN DE LA RESISTENCIA
RESISTENCIA BACTERIANA
B) PRODUCCIN DE BETALACTAMASAS: actan sobre el anillo - lactmico
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A) MODIFICACIN DE LA PBP
PBP MODIFICADA
PENICILINABACTERIA
MODIFICACIN DE LA PBP
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B) PRODUCCIN DE BETALACTAMASAS
BACTERIA
PBP
-LACTAMASA
PENICILINA
MECANISMOS DE RESISTENCIA
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INHIBIDORES DE -LACTAMASAS:
cido clavulnico- posee un anillo betalactmico el cul es hidrolizado por la betalactamasa, se quedan unidos permanentemente y no puede actuar sobre otras molculas betalactmicas.
- asociado a la amoxicilina es til para el tratamiento de infecciones producidas por estafilococos resistentes a la penicilina, gonococos y muchas cepas de E. coli
INHIBIDORES DE
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AC. CLAVULNICO
PENICILINA- LACTAMASA
BACTERIA
PBP
MECANISMOS DEL AC. CLAVULNICO
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BETA LACTAMASAS QUE INACTIVAN CEFALOSPORINAS
ESBL Extended Spectrum Beta Lactamases
BLEA Beta Lactamasas de Espectro Ampliado
BETA LACTAMASAS INSENSIBLES AL AC. CLAVULNICO
BETA LACTAMASAS INSESIBLES AL AC. CLAVULNICO
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Veterinaria-Microbiologahttp://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VS2-4KSD8CX-5&_user=144492&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000012038&_version=1&_urlVersion=0&_userid=144492&md5=786ff5961ee709c3d4ce8b3c8705e2b3
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Tcnica de estudio in vitro de la actividad de los antimicrobianos sobre un microorganismo determinado.
Concentracin mnima inhibitoria (CMI): menor concentracin de antimicrobiano capaz de impedir el crecimiento de un microorganismo en unas condiciones normalizadas.
Concentracin mnima bactericida (CMB): menor concentracin de antimicrobiano que produce un efecto letal sobre el 99,9% o ms de las clulas del inculo, tras 24 h de incubacin.
ANTIBIOGRAMA
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A) MICRODILUCIN EN CALDO
B) DIFUSIN EN AGAR
http://www.nuigalway.ie/research/salmonella_lab/images/suscept.jpg
http://img.medscape.com/fullsize/migrated/542/405/eid542405.fig3.gif
http://scientiis.com/images/Laboratory/T-3025-1.jpeg
PRUEBAS DE SUSCEPTIBILIDAD
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1. Mtodos de difusin en agar:
a) Mtodo de difusin con discob) E-test
http://www.telmeds.org/AVIM/Abacterio/tecnicas%20bacteriologicas/images/Etest.jpg
ANTIBIOGRAMA
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2. Mtodos de dilucin:
a) Mtodos de dilucin en medio lquidob) Tcnica de dilucin en medio slido
MTODOS DE DILUCIN
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Evaluacin y vigilancia de resistencias
VALOR CLNICO
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Protenas txicas codificadas producidas por ciertas bacterias y que son letales para otras especies bacterianas relacionadas genticamente.
Pueden aportar ventajas de adaptacin a las bacterias que las producen frente a otras
BACTERIOCINAS
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http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/301/5632/510.pdf
ES BACILLUS CEREUS CANBAL?
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ConceptoToxicidad selectivaIndice teraputico: Dtox/Dter
http://nobelprize.org/medicine/laureates/1945/index.html
Clasificacin: EspectroNaturalezaAccin - Pared
- Membrana- Sntesis de protenas- cidos nucelicos
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TEMA 15
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RESISTENCIA: MutacinADN exgeno
1. Permeabilidad
2. Inactivacin enzimtica
3. Modificacin de la diana
4. Sistemas de bombeo1. Mtodos de difusin en agar:a) Mtodo de difusin con discob) E-Test
2. Mtodos de dilucin:
a) Mtodos de dilucin en medio lquidob) Tcnica de dilucin en medio slido
ANTIBIOGRAMA CMI
BACTERIOCINAS
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