Resistencia del Staphilococcus aureus a los antibióticos −lactámicos dependiente de la zona geográfica. ASIGNATURA: PROCESOS CELULARES FUNDAMENTALES México D.F. a 31 de marzo del 2003 «Nos hallamos literalmente en una carrera contra reloj para reducir la incidencia de las enfermedades infecciosas en todo el mundo, antes de que sean las enfermedades las que neutralicen a los medicamentos.» PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente disponemos de medicamentos eficaces para curar casi todas las enfermedades infecciosas importantes Pero corremos el riesgo de perder esos valiosos medicamentos y la oportunidad de llegar a controlar muchas enfermedades infecciosas como consecuencia del aumento de la resistencia microbiana. Casi todas las enfermedades infecciosas más importantes están convirtiéndose lenta pero indudablemente en resistentes a los actuales medicamentos. En muchos casos, el uso mal planificado o peligroso de medicamentos ha hecho que el mundo los perdiera con la misma rapidez con que los científicos los descubrían. En todo el mundo, nada menos que un 60% de las infecciones nosocomiales son causadas por microbios farmacorresistentes. Las consecuencias económicas de la resistencia a los antimicrobianos pueden ser impresionantes «El mundo dispone quizá de uno o dos decenios tan solo para hacer un uso óptimo de muchos de los medicamentos que hoy pueden utilizarse para detener el progreso de las enfermedades infecciosas»(Heymann). JUSTIFICACIÓN Seleccionamos al S.A. ya que es una bacteria muy importante y patógena para el ser humano; además, de que la muestra que se utiliza para cultivarla es de fácil obtención. Una de las familias de bactericidas más comerciales y ampliados por las personas son los antibióticos beta−lactámicos y queremos trabajar con esa familia porque son antibióticos que no lesionan el ADN bacteriano pero si inducen la síntesis de la mutasa ADN polimerasa−4.* Por otra parte, para realizar este trabajo se requiere la colaboración de los alumnos del grupo BB17B turno mixto, de la UAM−X a quienes se les tomaran exudados faríngeos. *Scientific American, diciembre 2002 1

OBJETIVOS Determinar la prevalencia del S.aureus en el grupo BB17B. Encontrar en las muestras de recolección, estafilococos de diferentes zonas geográficas para poder llevar a cabo la comparación de la resistencia a los antibióticos. Comprobar si la resistencia del S. aureus es la misma en cualquier parte de la republica o depende de la zona geográfica de su desarrollo. Determinar cual es la causa de fármaco resistencia del S.A. en los estados de, Puebla, Hidalgo, D.F., Edo. de México, Morelos en base a la procedencia de los alumnos del grupo BB17B. INTRODUCCIÓN El Staphilococcus aureus es una bacteria Gram Positiva redondeada, que aparece como elemento aislado, formando parejas tétradas o agrupaciones irregulares arracimadas.

Pertenece a la familia Micrococaceae, dentro del género, se reconocen al menos 20 especies diferentes, siendo el SA la que con mas frecuencia produce infecciones en el hombre.

Este microorganismo coloniza con frecuencia la piel y membranas mucosas sin causar infección. No invade la piel sana, pero mínimas roturas de la barrera cutáneo−mucosa le permiten penetrar en los tejidos y causar una gran variedad de infecciones y cuadros clínicos debidos a la producción de toxinas . Consideramos a la resistencia microbiana como la pérdida de la sensibilidad de un microorganismo a un antimicrobiano al que originalmente era susceptible. Este hecho involucra necesariamente la aparición de un cambio permanente en el material genético del microorganismo, que se transmite a sus descendientes, los que por este motivo resultan también insensibles al antimicrobiano en cuestión. La resistencia microbiana constituye un problema de grandes implicancias clínicas, pues obliga al desarrollo y utilización de nuevos agentes antimicrobianos, siempre más costosos y muchas veces más tóxicos que los empleados habitualmente en el tratamiento de las infecciones; además ha obligado a abandonar y eliminar del arsenal terapéutico a muchas drogas que inicialmente fueron muy útiles. CONTENIDO CAPITULO I GENERO STAPHILOCOCCUS Staphilococcus aureus Fisiología Toxinas Composición antigénica Patología

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Patogenia Identificación en el laboratorio Epidemiología Prevención Tratamiento Datos clínicos CAPITULO II Antecedentes históricos de los antibióticos. ¿qué son los antibióticos? Tipos de antibióticos Beta lactámicos Resistencia bacteriana HIPÓTESIS RESULTADOS CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFIA ESTAFILOCOCOS Los estafilococos están entre las primeras bacterias que se reconocieron como patógenas, y se descubrieron por primera vez a principios de la década de1880. Se encuentran ampliamente distribuidos por la naturaleza, y a menudo forman parte de la flora bacteriana de la piel y el tracto respiratorio superior; muchas de las especies que se encuentran en el hombre son comensales. La especie predominante patógena párale hombre es el staphylococcus aureus, constituye la causa más común de las infecciones supurativas para el hombre. El género Staphilococcus se clasifica dentro de la familia Micrococcaceae, junto con Micrococcus y Planococcus. Los miembros de estos dos últimos géneros no son patógenos para el hombre, pero Micrococcus tiene importancia para el microbiólogo clínico, puesto que los micrococos son similares a los estafilococos. Durante varias décadas la taxonomía del género Staphylococcus, fue controvertida, ya que los puntos de vista de los microbiólogos clínicos y los que estudian la sistemática bacteriana son divergentes. Se han registrado al menos trece especies. Su identificación se basa en caracteres bioquímicos, en la composición de la pared celular, en la homología de proteínas, en la relación entre sus DNA y en cuáles son sus huéspedes naturales. DESCRIPCION DEL GENERO Los estafilococos son células esféricas, gram positivas, cuyo diámetro varía de0.5 a 1.5 um; en frotis teñidos 3

aparecen en grupos irregulares en forma de racimos. Crecen mejor en condiciones aerobias, pero son anaerobios facultativos; la temperatura de crecimiento es de 30° a 37° C; no son móviles y no forman esporas. Las especies Staphylococcus capitis, S.warneri, S: cohnii, S. xylosus y S: sciuri se encuentran como comensales en el hombre, pero rara vez son causa de una enfermedad. El resto de las especies sólo se encuentra en animales. Los estafilococos exhiben una constancia notable en cuanto a la forma y tamaño, tienen cerca de 1 um de diámetro y su forma es más próxima a la de una esfera. Entre sus características morfológicas tiene como tendencia a aparecer en forma de masas de células arracimadas, un agrupamiento celular que surge de la geometría en la división celular. Normalmente las células se dividen en tres planos perpendiculares, que producirán paquetes regulares, las células hijas son desplazadas por la acción de enzimas de separación, para dar lugar a los grupos irregulares típicos. En frotis normal también se encuentran células aisladas, en parejas y tétradas. Los estafilococos se tiñen fácilmente con colorantes básicos y son fuertemente gram positivos. La mayoría de las cepas no son capsuladas, el S. aureus forma cápsulas; morfológicamente puede ser evidente, o bien detectarse mediante métodos inmunológicos. En medios de agar el crecimiento es abundante; las colonias son desde translúcidas a opacas, con algunas variaciones en el perfil y en el margen de la colonia; estas variaciones son útiles para la diferenciación. Algunos estafilococos producen pigmentos carotenoides, formando colonias de color amarillo−dorado, amarillo−limón o cremoso. La pigmentación se das más a menudo en S. aureus, siendo más o menos constante en los aislados primarios. Cuando se cultivan en placas de agar sangre , la mayoría de las colonias de S. aureus y S. haemolyticus aparecen rodeadas por una zona de ððhemólisis; otras especies son típicamente no hemolíticas. FISIOLOGÍA Los estafilococos son relativamente mas resistentes al calor y a ciertos desinfectantes que las formas vegetativas de la mayoría de las bacterias patógenas. Mientras que otras bacterias se destruyen en 30 minutos a 60 grados centígrados . los estafilococos necesitan temperaturas mas grandes y tiempos mas largos. La resistencia al calor esta acompañada por crecimiento máximo mas elevado, a diferencia de muchas bacterias crecen a 45 Grados. La resistencia a la desecación también es notable; los estafilococos pueden permanecer infecciosos en el medio ambiente durante largos periodos. La mayoría de las cepas crecen en presencia de un 10 % de CLNa , algunas crecen incluso en una concentración del 15 %. Esto tiene que alguna importancia en la observación de alimentos con sal, por que los estafilococos pueden crecer y formar enterotoxinas en alimentos que contienen cantidades de sal que en otras circunstancias serian suficientes para actuar como conservante. Frecuentemente la tolerancia a la sal proporciona la base para utilizar medios selectivos apropiado para esta bacteria. Una característica común en todas las bacterias gram positivas es que estas también son sensibles a la acción bacteriostática de los colorantes trifenil−metano y son susceptibles a los antibióticos eficaces contra bacterias gram positivas , incluyendo la penicilina y muchos de los antibióticos del amplio espectro. Sin embargo son propensas a desarrollar cierta resistencia microbiana a las drogas . TOXINAS Desde hace mucho tiempo se sabia que los filtrados libres de células procedentes de cultivos de estafilococos 4

son tóxicos y se inoculan por vía parenteral, y que las toxinas extracelulares se producen en cantidades considerables. Estos filtrados son necrotizantes y letales cuando se administran a animales de experimentación. Estas toxicidad, definida por enfermedad, se ha sometido a investigación, y se a han aislado y caracterizado muchos de los principios tóxicos. Entre los más importantes están las citotoxinas, incluyendo hemolisina y leucocidinas; las enterotoxinas; las exfoliatinas; las exotoxinas pirógenas; y las actividades enzimáticas que son, entre otras, la coagulasa, la hialuronidasas y las quinasas. CITOTOXINAS • Hemolisinas: el principio hemolítico es soluble y se hace presente en los filtrados de cultivo; está constituido por varias proteínas diferentes denominadas hemolisinas o estafilolisinas. Casi todas las cepas de S. aureus producen −hemolisinas. La producción de hemolisinas correlaciona bien con la formación de coagulasa, ya que solamente algunas de las cepas coagulasa negativas son hemolíticas • Leucocidina: aunque algunas de las estafilolisinas son toxicas para los leucocitos, solo una toxina estafilococica actua exclusivamente sobre los leucocitos: la leucocididna del Panton−Valentine. La leucocidina consta de dos componentes, F y S, los cuales se pueden separar por cromatografía de intercambio de iones y tienen un peso molecular de 32000 y 38000 respectivamente. Los leucocitos tratados con leucocidina sufren alteraciones en su permeabilidad a los cationes, lo que conduce a una gran variedad de efectos secundarios. La célula pierde motilidad y se hincha adoptando una forma esférica, con gránulos distribuidos en torno a la periferia celular; con el tiempo, la célula se destruye. ENTEROTOXINAS Las enterotoxinas son proteínas relativamente termoestables producidas casi exclusivamente por cepas coagulasa positiva de S. aureus, pero no por todas las cepas que pertenecen a este grupo; se estima que la mayoría son capaces de sintetizar enterotoxinas. Hay cinco tipos inmunológicos bien caracterizados, de A a E, cuyo peso molecular varia desde 28000 a 3500 daltons. Se a descrito un sexto tipo denominado enterotoxina F. La susceptibilidad a la enterotoxina ingerida se limita al hombre y a los monos. En el hombre, a las dos o tres oras ingeridas se produce angustia gastrointestinal aguda caracterizada por vómitos súbitos y diarrea; los síntomas cesan en pocas horas y no hay efectos secundarios. La dosis de toxina eficaz para el hombre parece ser de 1 a 4 g. EXFOLIATINAS Aunque la relación entre los estafilococos y la dermatitis se conoce desde principios del siglo hasta 1971 no se identifico la toxina responsable; ahora se le conoce como exfoliatina o toxina exfoliativa. Las exfoliatinas se producen en caldos de cultivo con S. aureus, y pueden obtenerse a partir de los sobrenadantes libres de células. La toxina o cepas de staphilococos que los originan, provoca una exfoliación generalizada de la epidermis cuando se inyecta en ratones recién nacidos; una técnica que se emplea para analizar su actividad biológica. Se conoce dos tipos de toxinas: A y B. En el hombre la exfoliatina ocasiona el síndrome de la piel escaldada, perturbando las fuerzas de adhesión que existen entre las células del estratum granulosum para dar origen a la bulla característica EXOTOXINAS PIRÓGENAS

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EN 1979 Schlievert y sus colegas descubrieron una toxina aislada de S. aureus que es similar en muchos aspectos a las exotoxinas pirógenas de los estreptococos. Esta toxina proteica es pirógena, mitogénica para los linfocitos e incrementa la susceptibilidad a ciertos efectos de las endotoxinas, como shock letal y miocárdico y daños en el hígado. Posteriormente se descubrieron otras dos toxinas pirógenas y ahora estas toxinas se denominan exotoxinas pirógenas A, B y C estas producen un exantema escarlatiforme aumentando la hipersensibilidad. Se ha sugerido que las toxinas pueden estar relacionados con el síndrome escarlatiniforme provocado por los estafilococos, con la enfermedad de Kawasaki y con el síndrome del Shock tóxico. ENZIMAS ESTAFILOCOCICAS Los estafilococos sintetizan varios factores enzimáticamente activos que actúan sobre sustratos asociados al huésped y a menudo producen efectos deletéreos. Los factores mas importantes son las coagulasa, la hialuronidasa y la estafiloquinasa. • Coagulasa: las coagulasas estafilococicas exhiben un alto grado de correlación con la virulencia, ayudan en la protección contra la destrucción intra leucocitica inhibiendo la fagocitosis y antagonisan la actividad bactericida del suero normal. La coagulas estafilococica existe en dos formas: una libre y la otra unida a la célula. La coagulas libre, es una proteína y se han identificado cuatro tipos antigénicos. En la coagulación del plasma, la coagulas reacciona con un factor de plasma similar a la protrombina para formar un complejo constituido por coagulasa y un factor que reacciona con ella; y el complejo representa una actividad enzimática semejante a la de la trombina y desdobla al fibrinógeno produciendo de este modo un coagulo de fibrina. La coagulas unida a la célula, o factor aglutinante no se libera de la superficie celular de modo que cuando estas células se mezclan con el plasma lo agrupan o aglutinan en virtud de la precipitación de fibrina en la superficie celular. La coagulas no es muy toxica si se inocula por vía parenteral, pero en dosis suficientes origina una caída rápida en el fibrinógeno y una coagulación extravascular extensa especialmente en los pulmones, para producir una muerte rápida en los animales de experimentación. • Hialuronidasa: el ácido hialurónico, la sustancia fundamental de los tejidos, es despolimerizado por hialuronidasa una enzima producida por la mayoría de las cepas de S. aureus. La hialuronidasa estafilococica es antigénicamente homogénea aunque se observan múltiples formas moleculares (isoenzimas) La hialuronidasa incrementa el poder de invasión de los estafilococos. • Estafiloquinasa: un gran número de estafilococos son capaces de disolver coágulos de fibrina mediante una equinasa bacteriana. A diferencia de la estreptoquinasa, la quinasa estafilocócica actúa en el plasma de animales, incluyendo perros cobayos y conejos. COMPOSIÓN ANTIGÉNICA La composición antigénica de Staphylococcus es compleja y heterogénea. Los antígenos estafilococos incluyen una gran variedad de proteínas, ácidos teicoicos y polisacáridos que pueden ponerse de manifiesto por aglutinación, precipitación o hemoaglutinación pasiva. Las cepas que se han encontrado en el hombre, especialmente la del S. aureus, han sido estudiados intensamente y se han propuesto esquemas para la serotipificación, pero las dificultades técnicas han impedido su uso práctico. El ácido teicoico de la pared celular, uno de los principales aglutinógenos de los estafilococos, intensifica la activación de complemento 6

por estos organismos, y también es responsable de la adherencia de S. aureus a las células epiteliales nasales. Se cree que una proteína de la pared celular encontrada en casi todas las cepas de S. aureus y a la que se denomina proteína A, juega un papel importante en la relación huésped−parásito. La proteína A tiene la capacidad poco habitual de unirse a la región Fc de la inmunoglobulina G, una reacción que plantea muchas implicaciones en relación con las defensas del huésped. Puesto que la fagocitosis mediada por anticuerpos depende del receptor de Fc, se cree que la proteína A impide la opsonizacion. además esta proteína inhibe la activación de la vía alternativa del complemento, probablemente cubriendo los sitios de la pared celular de peptidoglucano que activan el complemento: esto produce una disminución de la fagocitosis de los estafilococos ricos en proteína A.

Relativamente pocas cepas de S. aureus producen cápsulas de polisacáridos. Estas son antigénicas y pertenecen a varios tipos serologicos: asimismo, en la cápsula de una única cepa puede haber múltiples antigenos. A veces la cápsula es visible microscópicamente, su presencia puede ponerse de manifiesto con métodos serológicos. Las cepas capsuladas se fagocitan mal y son más virulentas. recientemente se han establecido los mecanismos de la inhibición de la fagocitosis. Tanto las cepas capsuladas como las no capsuladas activan complemento mediante el peptidoglucano de la pared celular. El componente C3 resultante se asocia con la pared celular, pero el polisacárido de las bacterias capsuladas lo cubre y no esta al alcance de los receptores del leucocito, de este modo, estas bacterias no son fagocitadas de modo eficaz. PATOGENIA Los estafilococos dan lugar a inflamaciones, necrosis y formación de abscesos con pus por la acción de sus componentes estructurales y la capacidad de producir toxinas y su severidad depende de las características del hospedero. El S. aureus normalmente está en contacto con el huésped y sólo produce enfermedad cuando existe un rompimiento del equilibrio en el hospedero o por la invasión de una cepa extraña. El S aureus produce dos tipos de enfermedades, la de choque toxico y la invasiva. La enfermedad invasiva tiene como características la formación de abscesos superficiales purulentos; esto no se observa en personas con buena salud; se presenta en personas debilitadas por otra enfermedad como: desnutrición, procedimientos quirúrgicos y diabetes. En las infecciones respiratorias agudas existe un problema importante que es el manejo inadecuado que se hace de ellas, especialmente por el uso indiscriminado de antibióticos prescritos por el personal de salud o por la autoprescripción. En pacientes que presentan cuadros de faringitis estreptocócica, se ha planteado que bacterias aerobias y anaerobias productoras de beta lactamosas son las que evitan la radicación del estreptococo. PATOLOGÍA El S. aureus provoca enfermedad a través de las toxinas o por invasión y destrucción de los tejidos. Las manifestaciones clínicas se deben a las toxinas, mientras que otras enfermedades son consecuencia de la proliferación del microorganismo con formación de abscesos y destrucción hística. Algunas veces, los estefilococos se diseminan por una lesión localizada y entran al torrente sanguíneo desde un sitio infectado y se establecen en diferentes tejidos internos distantes , como riñones, cerebro o pulmones. Secuencia de infección por S. aureus

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SITIO DE INFECCIÓN LOCALIZADA INFECCIONES CONTIGUAS 1) Piel Carbuncos, abscesos subcu− táneos, osteomelitis, artritis (lesión aguda de la piel). 2) Ojo Infecciones orbitales graves. 3) Nariz y garganta Puede extenderse Sinusitis, abscesos en amíg− por contigüidad dalas o retrofaríngeos otitis media (rara), mastoiditis, bronquitis, neumonía estafi− locócica primaria, parotiditis. 4) Gastrointestinal Enterocolitis 5) Uretra Puede progresar Cistitis, pielonefritis ascen− a bacteriemia dentes (rara), prostatitis, abscesos prostáticos. 6) Vagina Cervicitis, salpingitis, abscesos pélvicos Fuente desconocida Bacteriémia puede Continuación por un cuerpo ser sintomática o extraño asintomática o causar la muerte Sitios infectados por Introducción directa en la Metástasis corriente sanguínea o sistema 1. Huesos y conexiones cardiovascular, por ejemplo. 2. Pulmones−neumonía Pueden abarcar catéter intravenoso, válvulas Sec. Por S. aureus sitios metastásicos artificiales del corazón, inyección 3. Piel y musculos−abscesos de narcóticos contaminados

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4. Corazón 5. Roñon−abscesos 6. S. coagulasa negativos − abscesos Los sitios metastásicos pueden 7. Otros pasar a ser focos importantes para continuar la bacteriémia. IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO El diagnóstico de laboratorio consiste en el hallazgo en el material clínico de los cocos Gram−positivos agrupados en racimos o en forma aislada; las muestras clínicas se inoculan sobre medios de cultivo, como agar sangre para observar la ð hemólisis, se puede aislar el S. aureus en medios selectivos que contienen concentraciones elevadas de cloruro de sodio como el agar S−110 (que inhibe a la mayoría de los restantes microorganismos), el agar sal manitol ( que es fermentado por S aureus, pero no por demás estafilococos). Los medios selectivos antes mencionados son muy útiles, pero se necesita hacer la prueba de la coagulasa para la identificación confirmatoria la cual debe ser positiva. El aislamiento de S. aureus a partir del exudado faríngeo no tiene importancia diagnóstica, ya que se considera parte de la flora normal de la faringe y nasofaringe, por lo que no tiene significado clínico. La separación de los tres géneros que parasitan al hombre se hace por medio de la sensibilidad o resistencia a la lisostafina, eritromicina, bacitracina y furazolidona. EPIDEMIOLOGIA Existen un gran número de portadores asintomáticos de S. aureus que lo albergan en cavidad nasofaríngea y cutánea y que constituyen un problema en la transmición de la enfermedad. El S. aureus empieza colonizar al cuerpo en la etapa neonatal del hombre y lo acompaña durante toda su vida, formando parte de la flora normal del organismo. La colonización de los neonatos por el S. aureos empieza por el muñón umbilical, superficie cutánea y área perineal. La colonización en niños mayores y adultos es más frecuente en la parte anterior de la nasofaringe, fosas nasales, membranas de las mucosas y ocasionalmente en el intestino. El S. aureus es muy resistente, sobre vive mucho tiempo en el aire y sobre objetos inanimados y superficies secas, pero la transmisión de persona a persona es la más importante, sobre todo en los hospitales. El problema principal consiste en como separar un sitio colonizado, como las mucosas, de una infección sistémica. PREVENCIÓN El uso correcto de cubrebocas en intervenciones quirúrgicas y curaciones, las medidas generales de asepsia y antisepsia y el manejo adecuado de algodones, gasas y vendas contaminadas, evita que se inicien focos de infección intrahospitalaria. En pacientes en riesgo debe evitarse el contacto con individuos que presenten lesiones abiertas. Son muy útiles las cortinas de luz ultravioleta en los sitios donde hay que poner un especial cuidado en evitar la contaminación, como son las salas de operaciones, cuneros, sala de prematuros. 9

TRATAMIENTO Se duda en dar un tratamiento contra S: aureus a casos de infecciones respiratorias agudas cuando su aislamiento procede de las vías respiratorias altas. En las cepas sensibles a la penicilina, la oxacilina y la meticilina, son las drogas de elección; cuando los pacientes son alérgicos a la penicilina se utilizan derivados de las cefalosporinas, que pueden ser utilizadas combinándose con aminoglucósidos como la gentamicina. DATOS CLINICOS CASOS DE INFECCIONES RESPIRATORIAS AGUDAS POR GRUPO DE EDAD 2001 grupos de edad Estado 15 − 19 20 − 24 Distrito Federal 126958 162228 Hidalgo 38557 34501 México 137909 163754 Morelos 27451 31443 Puebla 57511 57985 CASOS DE NEUMONÍAS Y BRONCO NEUMONÍAS POR GRUPO DE EDAD 2001 GRUPOS DE EDAD Estado Distrito Federal Hidalgo México Morelos Puebla

15 −19 298 93 223 96 275

20 −24 79 79 241 99 240

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LOS ANTIBIÓTICOS. Algunos remedios contenian químicos antimicrobianos y eran eficaces, en general su aplicación se limitaba a algunas enfermedades. Es probable que el más conocido de estos remedios sea la corteza de chinchona, que contenía quinina y era masticada por las personas que sufrían paludismo.

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La primera sustancia antibacteriana que se empleo en forma generalizada en las culturas occidentales fue el mercurio, cuya aplicación era para la sífilis. No obstante el tratamiento con mercurio no siempre era eficaz, era un fármaco de espectro restringido, ya que solo resultaba útil contra las bactérias que ocasionaban la sífilis y era tóxico tanto para las bacteria como para las personas. Alexander Fleming descubrió la penicilina en 1929. Pero el principal descubrimiento importante en el desarrollo moderno de los antibióticos se produjo a comienzos del decenio de 1930, cundo Gerhard Domagk, descubrió la primera sulfonamida, que llamó pronfosil. En la actualidad se cuenta con una cantidad increíble de antibióticos. Las compañías farmacéuticas continúan sus esfuerzos para crear antibióticos con mayor eficacia, espectro de actividad más amplio y nivel de toxicidad más bajo. La competencia da lugar no sólo al descubrimiento de nuevos fármacos, sino también a la proliferación de antibióticas duplicados. Qué son los Antibióticos?. Son sustancias químicas producidas por ciertos microorganismos, que inhiben el crecimiento o matan otros microorganismos. Los antibióticos constituyen una clase especial de agentes quimioterapeuticos que se distinguen d e los análogos de los factores de crecimiento porque son productos naturales. Los antibióticos constituyen una de las más importantes clases de sustancias producidas en los procesos microbianos a gran escala. Algunos antibióticos pueden hacerse más efectivos mediante modificaciones químicas; son los llamados antibióticos semisintéticos. Las bactérias Gram positivas son generalmente más sensibles a los antibióticos que las bactérias Gram negativas. Un antibiótico que actúa tanto en bacterias Gram positivas como Gram negativas, se dice que es un antibiótico de amplio espectro. Un antibiótico de amplio espectro encuentra un uso médico más extenso que un antibiótico de corto espectro, el cual sólo actúa sobre un único grupo de microorganismos. Los antibióticos y otros agentes quimioterapéuticos pueden agruparse basándose en su estructura química o en su modo de acción. TIPOS DE ANTIBIÓTICOS. Un antibiótico es bacteriostático o bactericida según la cantidad de fármaco que alcanza el sitio blanco. Un antibiótico bactericida mata a la bacteria, ,mientras los bacteriostáticos sólo detienen su crecimiento y esto le sirve al sistema inmune para que le de tiempo y oportunidad para eliminar al agente infeccioso. Hay cuatro tipos principales de antibióticos y cada uno de ellos ataca un blanco distinto: 1)los que afectan la cubierta celular, 2)los que inhiben la síntesis proteica, 3)los que afectan la síntesis y la estructura de los ácidos nucleicos y 4) los antimetabolitos. En general los que pertenecen a la primera y a la tercera categoría son bactericidas y los de la sugunda son bacteriostáticos o bactericidas, mientras que los de la cuarta categoría son bacteriostáticos. ANTIBIOTICOS QUE AFECTAN LA CUBIERTA CELULAR. Agentes que inhiben la síntesis de la pared celular. Beta Lactámicos: Penicilinas naturales 11

1) penicilina G 2) Penicilina V Penicilinas semisintéticas y análogos de las mismas. 1) Penicilinas resistentes a la penicilinasa (cloxacilina, dicloxacilina, meticilina, nafcilina y oxacilina). 2) Penicilinas de amplio espectro (andinocilina, amoxicilina, ampicilina y bacampicilina). 3) Penicilinas antiseudomónicas (azlocilina, carbenicilina, piperacilina, mezlocilina y ticarcilina). 4) Análogos (ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam). Otros antibióticos similares a las penicilinas. 1) carbapenemas (imipenem y meropenem). 2) Monobactemas (aztreonam). Cefalosporinas, cefamicinas y antibióticos relacionados. 1) Cefalosporinas de primera generación (cefadroxil, cefazolina, cefprocil, cefalexina, cefalotina, cefapirina y cefradina). 2) Cefalosporinas de segunda generación (cefaclor, cefamandol, cefonicid, ceforanida y ceforoxima). 3) Cefalosporinas de tercera generación (cefixcima, cefoperazona, cefotaxima, cefpodoxima, ceftazidima, ceftizoxima y ceftriaxona). 4 Cefalosporinas de cuarta generación (cefepima y cefpiroma). 5 Cefamicinas (cefmetazol, cefotetan y cefoxitina). 6 (Antibióticos relacionados (loracarbef y moxalactama). Antibióticos glucopeptídicos.(teicoplanina y vancomicina). Bacitracina Cicloserina Agentes que perturban la integridad de la membrana celular. Polimixina B Polimixina E ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS PROTEICA. Agentes que afectan el fragmento ribosómico 50s

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Cloranfenicol Macrólidos (acitromicina, claritromicina, diritromicina, eritromicina y troleandomicina). Lincosamidas (clindamicina y lincomicina). Agentes que afectan el fragmento ribosómico 30s. Aminoglucósidos (amikacina, gentamicina, kanamicina, netilmicina, espectinomicina, estreptomicina y tobramicina). Tetraciclinas (clortetraciclina, demeclociclina, doxociclina, minociclina, oxitetraciclina y tetraciclina). Otros agentes que inhiben la síntesis de proteínas. Mupirocina y otras. ANTIBIOTICOS QUE AFECTAN LA SINTESIS Y ESTRUCTURA DE ACIDOS NUCLEICOS. Rifamicinas (rifabutina y rifampicina). Acido nalidíxico. Fluoroquinolonas (ciprofloxacina, enoxacina, lomefloxacina, norfloxacina y ofloxacina). Novobiocina. Metronidazol Clofacimina. ANTIBIOTICOS ANTIMETABOLITOS. Sulfonamidas (sulfacitina, sulfadiacina, sulfameracina, sulfametacina, sulfametizol, sulfametoxazol, sulfasalacina y silfisoxazol). Trimetoprim. Aminosalicilato sódico. Dapsona. Isoniacida. Etionamida Etambutol. ANTIBIOTICOS BETA−LACTÁMICOS PENICILINAS

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Las penicilinas son los antibióticos más antiguos, y siguen siendo los de primera elección en muchas infecciones. Actúan rompiendo la pared bacteriana. Existen muchos tipos de penicilina: 1. Penicilina G. Se utiliza por vía intravenosa (penicilina G sódica), intramuscular (penicilina G procaína, penicilina G benzatina), u oral (penicilina V). Es de primera elección en infecciones como las causadas por estreptococos o en la sífilis. Muchas bacterias, sin embargo, la inactivan produciendo un enzima (beta−lactamasa). 2. Penicilinas resistentes a la beta−lactamasa (tipo cloxacilina). Pueden con algunas bacterias que producen beta−lactamasa, como el estafilococo. 3. Aminopenicilinas (Amoxicilina, ampicilina, etc). Tienen más actividad frente a los microorganismos llamados `gram−negativos', y si se asocian con sustancias como el ácido clavulánico o el sulbactam, también pueden con las bacterias que producen beta−lactamasa, como el estafilococo. 4. Penicilinas antipseudomona. (Tipo carbenicilina o piperacilina). Como su nombre indica, pueden actuar contra Pseudomona (una bacteria peligrosa que causa infecciones muy graves). CEFALOSPORINAS Son antibióticos en parte similares a las penicilinas, pero a diferencia de aquéllas (que proceden parcial o totalmente del hongo Penicillium), las cefalosporinas son totalmente de síntesis química. Las cefalosporinas se clasifican en "generaciones", según el tipo de bacterias que atacan: 1. Cefalosporinas de 1ª generación: cefadroxilo, cefalexina, cefalotina, cefazolina. 2. Cefalosporinas de 2ª generación: cefaclor, cefuroxima, cefonicid, cefamandol, ... 3. Cefalosporinas de 3ª generación: cefotaxima, ceftriaxona, ceftazidima, cefixima, ... OTROS ANTIBIOTICOS BETA−LACTAMICOS Imipenem y aztreonam son los prototipos de nuevos grupos antibióticos beta−lactámicos. El ácido clavulánico o el sulbactam tienen muy poca actividad, pero inhiben la beta−lactamasa que producen muchas bacterias, por lo que se asocian con otras penicilinas para aumentar su actividad. RESISTENCIA BACTERIANA La síntesis de quimioterápicos artificiales y el descubrimiento y mejora de los antibióticos han supuesto en este siglo una auténtica revolución médica en el tratamiento de enfermedades infecciosas. Sin embargo, la extrema versatilidad y adaptabilidad de los microorganismos ha impedido que la victoria humana sobre las bacterias patógenas haya sido total: muchas bacterias han ido desarrollando en los últimos decenios mecanismos que las protegen frente a muchos fármacos. Ya el mismo Paul Ehrlich, al introducir por primera vez la quimioterapia en protozoos, se dio cuenta (1907) de que algunas cepas desarrollaban resistencia a la droga durante el curso del tratamiento. Tras el optimismo inicial que acompañó a los éxitos de la introducción de las sulfamidas y penicilinas (años 40 y 50), se constató igualmente un fenómeno de surgimiento de resistencias bacterianas a estas drogas. Si bien la quimioterapia ha doblegado las grandes epidemias bacterianas del pasado, las enfermedades infecciosas siguen con nosotros, constituyendo un serio problema.

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De hecho, desde la introducción de la antibioterapia en todo el mundo, estamos realizando un gigantesco "experimento" de intervención genética en los seres vivos más abundantes del planeta: las bacterias. Estamos "sufriendo" la verdad de la supervivencia darwiniana de los más aptos, ya que la presión selectiva que representa la aplicación a gran escala de los quimioterápicos ha permitido la diseminación de cepas microbianas con mecanismos de resistencia que, en muchas ocasiones dificultan el adecuado tratamiento clínico. Al cabo de 6 años de introducir la penicilina G, la frecuencia de cepas de Staphylococcus aureus resistentes en los hospitales ingleses pasó de menos del 10% a un 60%. Actualmente el valor ronda el 90%. Con los nuevos ß−lactámicos también han empezado a surgir cepas bacterianas resistentes, aunque aún con frecuencia relativamente baja. Actualmente existen problemas de tratamiento con las enterobacterias, e incluso con el gonococo y el meningococo, que tradicionalmente habían sido muy sensibles a las penicilinas. Recientemente se ha dado la voz de alarma por la diseminación de cepas de bacilo tuberculoso resistentes a los quimioterápicos de elección a los que eran sensibles. La capacidad de las bacterias de desarrollar resistencias constituye una seria amenaza al futuro uso de los antibióticos, y hace que se tengan que invertir grandes sumas de dinero y esfuerzos de investigación adicionales para intentar hacer frente al problema. Algunos autores han comparado este problema con el episodio de Alicia en el País de las Maravillas en el que la Reina Roja tenía que correr cada vez más deprisa para quedarse en el mismo sitio. Sin embargo, algunos quimioterápicos de última generación han vuelto a levantar esperanzas: las fluoroquinolonas están manteniendo e incluso incrementando su efectividad. Por otro lado, hay que pensar en un dato de tipo evolutivo: la mayor parte de las especies bacterianas han sido seleccionadas de modo natural con fenotipos sensibles a antibióticos; los cambios genéticos mutacionales que las convierten en resistentes puede que disminuyan su adaptación a otros factores ecológicos, de modo que probablemente la presión de los antibióticos en realidad conduzca en muchos casos a un equilibrio entre cepas sensibles y cepas resistentes. De hecho se ha comprobado un descenso en la frecuencia de cepas resistentes a los antibióticos que se introdujeron hace más tiempo, lo que quizá indique que para ellos se está alcanzando dicho equilibrio. BASES GENÉTICAS DE LA RESISTENCIA Una de las aplicaciones prácticas más interesantes de los avances realizados en las últimas décadas en el campo de la Genética Bacteriana ha sido comprender los mecanismos genético−moleculares de la resistencia a antibióticos, lo que está permitiendo un "ataque" más racional a este problema clínico. Una cepa bacteriana puede volverse resistente a un antibiótico por dos tipos principales de mecanismos: • mutación en un gen cromosómico; • introducción de un plásmido R de resistencia. Este segundo mecanismo supone el problema más serio, ya que: • está muy extendido; • puede conferir resistencia a varios antibióticos a la vez; • a diferencia del mecanismo mutacional, no suele suponer una desventaja adaptativa (no disminuye la tasa de crecimiento de la bacteria ni le hace perder sus propiedades de virulencia).

SELECCION DE MUTANTES RESISTENTES Como veremos en la sección de Genética las mutaciones génicas se dice que son espontáneas cuando ocurren 15

sin intervención de procedimientos mutagénicos experimentales. Las mutaciones bacterianas espontáneas son aleatorias, y afectan a un gen cualquiera con frecuencias dentro del rango de 10−−5 a 10−−10 por célula y división. En los años 50 se observó el siguiente fenómeno: cuando un cultivo bacteriano de una cepa sensible a un antibiótico se pone en contacto con ese antibiótico, al cabo del tiempo se comprueba que todo el cultivo consta de bacterias resistentes. ¿Acaso las bacterias son organismos "lamarckianos" en los que el antibiótico provoca al cambio de carácter heredable? A través de experimentos que veremos oportunamente quedó demostrado que lo único que hace el antibiótico es seleccionar los mutantes resistentes espontáneos que surgen en la población independientemente de la presencia del agente selectivo. Esta es precisamente la base genética del surgimiento de ciertas cepas patógenas resistentes a antibióticos: el fármaco inhibe o mata las bacterias silvestres sensibles, pero no afecta a los pocos individuos que por mutación espontánea hayan adquirido un alelo resistente; estos individuos se multiplican, de modo que al final son los más prevalentes. El conocimiento de la frecuencia de aparición de mutación a resistencia a un quimioterápico o antibiótico en una determinada especie bacteriana, así como el sitio de acción de dicho fármaco, son factores importantes para una aproximación racional a la quimioterapia. Así por ejemplo, el bacilo tuberculoso produce frecuentemente lesiones en el pulmón, donde se concentran enormes cantidades de la bacteria. Aquí, la quimioterapia con un solo agente no da éxito, ya que aunque ese agente mate a casi todos los individuos de esta especie bacteriana, no afectará a la pequeña subpoblación que posea el alelo resistente; estos pocos individuos sobrevivirían a este tratamiento, y recolonizarían el resto del pulmón, por lo que la infección persistiría. Así pues, en este tipo de casos hay que tratar con varios quimioterápicos simultáneamente (la probabilidad de resistencias múltiples basadas en mutaciones espontáneas equivale al producto de las probabilidades individuales). RESISTENCIA POR INTERCAMBIO GENÉTICO La principal amenaza al éxito de la quimioterapia está representada por la transmisión genética de plásmidos de resistencia a antibióticos (plásmidos R). Veamos un poco de historia: en los años 50, poco después de la introducción de los primeros antibióticos, se detectó en Japón un espectacular aumento de pacientes de disentería bacilar resistentes al tratamiento con varios de estos antibióticos. Las cepas de Shigella dysenteriae aisladas de estos pacientes poseían el fenotipo SuR, StrR, CmR, TetR. Se comprobó que los genes correspondientes a esas resistencias formaban parte de un gran plásmido. Los plásmidos de este tipo se denominan plásmidos R. Pero aún más: los mismos pacientes tenían en sus intestinos cepas de Escherichia coli (que como sabemos ya, es un simple comensal que forma parte de nuestra flora endógena) que eran igualmente resistentes a esos antibióticos. Ello sugería que este tipo de plásmidos se podía transferir de unas especies a otras. La explicación estribaba en un fenómeno de intercambio dependiente de contactos célula−célula, llamado conjugación. En resumidas cuentas, se descubrió que existen plásmidos R capaces de diseminarse por conjugación no sólo entre células de la misma especie, sino entre especies distintas, incluyendo bacterias patógenas. Al poco tiempo comenzaron a aparecer en Occidente cepas patógenas resistentes a uno o varios antibióticos. Actualmente las cepas con resistencias múltiples codificadas por plásmidos son muy abundantes en todo el mundo, lo que complica (y a veces desaconseja) la quimioterapia. Existen plásmidos R de distintos grupos de incompatibilidad. Son abundantes en Pseudomonas y en Enterobacterias, desde donde pueden ser transferidos a una amplia gama de bacterias Gram−negativas 16

(plásmidos promiscuos). Daremos detalles de cómo están organizados y cómo se transmiten por conjugación los plásmidos R. Aparte de los plásmidos R conjugativos existen otros no conjugativos, que sin embargo pueden ser transferidos entre distintas bacterias por otros medios: los plásmidos no conjugativos movilizables pueden ser transferidos por otro plásmido conjugativo compatible residente en la misma célula por transducción por transformación Ventajas adaptativas de los plásmidos R: • Los plásmidos R han evolucionado en respuesta a presiones selectivas ambientales (antibióticos usados por los humanos o inhibidores presentes en los medios naturales de las bacterias). • Son capaces de conferir varias resistencias simultáneamente a las bacterias que los adquieran. • Tienen capacidad de diseminarse epidémicamente de modo "horizontal" (es decir, entre células distintas de la misma especie o −en el caso de los promiscuos− distintas especies). • Están constituidos por "módulos" móviles, de modo que tienen flexibilidad para aquirir nuevos módulos a partir de otras especies. • Economía: cuando no existe presión selectiva, pueden perderse de la mayor parte de las bacterias de una determinada población (curación espontánea), pero su modo de transmisión "epidémica" los capacita para diseminarse rápidamente a la mayoría de la población cuando la ocasión lo requiere (cuando vuelve la presión selectiva). • No tienen apenas efectos negativos sobre los demás caracteres de la bacteria (incluyendo, en las patógenas, su poder virulento). • Muchos de ellos responden a mayores concentraciones del antibiótico aumentando su número de copias (amplificación del número de copias en los plásmidos de control relajado: repasar. Otro ejemplo de esta facultad de diseminación y evolución lo tenemos en que los hospitales hacen uso frecuente de detergentes catiónicos como desinfectantes ha crecido la proporción de cepas de Staphylococcus resistentes a dichos agentes. Como se puede comprender, el estudio epidemiológico de los plásmidos R reviste actualmente un gran interés de cara a la salud pública. Este tipo de estudios recurre principalmente a dos tipos de enfoques: Por detección de grupos de incompatibilidad (algo complejo); Por análisis de restricción y comparación de mapas físicos (más fácil y rápido). MECANISMOS BIOQUIMICOS IMPLICADOS EN LA RESISTENCIA A ANTIBIOTICOS Los principales mecanismos se pueden agrupar de la siguiente manera: • Disminución de la permeabilidad hacia el antibiótico. • Inactivación enzimática del antibiótico • Modificación química de la diana sobre la que actúa el antibiótico • Síntesis de una enzima resistente. DISMINUCION DE LA PERMEABILIDAD CELULAR HACIA EL ANTIBIOTICO 17

Modificación de una barrera preexistente Como ya sabemos, la membrana externa de Gram−negativas supone una barrera natural que hace que muchas bacterias de este grupo sean insensibles a varios antibióticos (p. ej., la vancomicina y la bacitracina no pueden atravesar las porinas). No todas las bacterias Gram−negativas son igualmente impermeables a los mismos antibióticos: Entre las menos impermeables están Haemophilus y Neisseria, que dejan pasar a numerosos ß−lactámicos. Las Enterobacterias suelen ser intermedias. Las bacterias del gén. Pseudomonas son insensibles a la mayoría de antibióticos ß−lactámicos, porque no pueden pasar a través de la membrana externa. Se han aislado mutantes que se han vuelto resistentes a los ß−lactámicos de última generación: el cambio ha afectado a una determinada porina que ahora no deja pasar a estos nuevos antibióticos. En otros casos, la resistencia se debe a alteraciones en la cápsula: algunos neumococos resistentes a estreptomicina y eritromicina dependen de este tipo de mecanismo. Mecanismo de extrusión activa del antibiótico El ejemplo más típico estriba en la resistencia a las tetraciclinas desarrollada por muchas bacterias. Como sabemos, el efecto inhibidor de las tetraciclinas depende de la acumulación activa de este tipo de antibióticos por parte de las bacterias. Pues bien, ciertos plásmidos R poseen transposones (como el Tn10 o el Tn1721) que codifican un sistema para "bombear" tetraciclina desde el interior bacteriano hacia el exterior, en contra del gradiente de concentración. Igualmente se conocen resistencias a sulfamidas dependientes de un mecanismo específico de impermeabilidad. Alteración del mecanismo de transporte del antibiótico Cuando el antibiótico accede al interior bacteriano por algún mecanismo de transporte específico, una mutación que afecte a dicho sistema de transporte supondrá una mayor resistencia al antibiótico. Por ejemplo, en E. coli la cicloserina entra aprovechando el sistema de transporte de la valina o la glicocola. Determinados mutantes incapaces de transportar estos aminoácidos son resistentes a la cicloserina. INACTIVACION ENZIMATICA DEL ANTIBIOTICO Este tipo de mecanismo depende en muchos casos de plásmidos R. Los ejemplos típicos son las resistencias a ß−lactámicos, la resistencia al cloranfenicol y las resistencias a aminoglucósidos. Resistencia a ß−lactámicos por acción de ß−lactamasas Como ya sabemos, ciertas bacterias producen penicilinasa (ß−lactamasa), capaz de abrir el anillo ß−lactámico de la penicilina para dar ácido peniciloico, que carece de actividad antibacteriana. Lo mismo ocurre con las cefalosporinas, donde la ß−lactamasa (cefalosporinasa) genera un producto inestable inactivo que se descompone rápidamente. Sin embargo, la naturaleza de la cadena lateral (grupo acilo, R) influye notablemente en la susceptibilidad de rotura del anillo ß−lactámico por las lactamasas. ß−lactamasas codificadas por cromosoma y de bajo nivel (ß−lactamasas de tipo TEM). 18

Están muy distribuidas entre bacterias Gram−negativas, y confieren resistencia a cefalosporinas y penicilinas. La base de la resistencia en muchos casos es la siguiente: cuando se expone la bacteria al ß−lactámico durante mucho tiempo, pueden seleccionarse determinadas mutaciones en genes cromosómicos que codifican proteínas parecidas de tipo PBP, de modo que adquieren un fuerte promotor que permite su expresión a alto nivel. Este tipo de ß−lactamasa es excretada al medio, donde inactiva al antibiótico. ß−lactamasas de origen plasmídico. En la Gram−positiva Staphylococcus aureus existen cuatro variantes, responsables del espectacular aumento de cepas resistentes de esta especie surgidas en los años 50. Se trata de enzimas inducibles: el gen que codifica la ß−lactamasa se induce por pequeñas cantidades de penicilina o cefalosporina, y se producen enormes cantidades del antibiótico, que se excreta, de modo que inactiva al ß−lactámico en el entorno de la bacteria. El gen responsable es portado por plásmidos de tipo R (que llevan genes de resistencia para otros antibióticos). En las Gram−negativas se han descubierto unos 20 tipos de ß−lactamasas de codificación plasmídica. Suelen ser enzimas de síntesis constitutiva que se expresan a bajos niveles, y cuya localización es periplásmica; esta localización permite que el antibiótico sea inactivado antes de que llegue a la membrana citoplásmica, donde se localizan las proteínas diana de los ß−lactámicos. Algunas de ellas vienen codificadas por genes plasmídicos que forman parte de transposones (p. ej., el Tn1 o el Tn4). Origen de las ß−lactamasas Aunque la prevalencia de cepas (sobre todo patógenas) resistentes a ß−lactámicos es un fenómeno que se "disparó" desde los años 50 con el uso masivo de estos antibióticos, está claro que la resistencia debía de existir previamente al uso humano de los antibióticos. La aplicación clínica a gran escala (incluyendo el abuso) de las penicilinas y cefalosporinas sólo ha permitido que veamos en acción un caso "acelarado" de evolución bacteriana, donde las cepas más aptas han sobrevivido y se han multiplicado, y en el que, merced a los procesos de intercambio genético y a la construcción "modular" (transposones) de muchos plásmidos R, las entidadess genéticas responsbles se han diseminado de unas especies bacterianas a otras. Se supone que en la Naturaleza (p. ej., en los suelos), ciertas cepas bacterianas, antes de la aparición de la Quimioterapia, poseían ya mecanismos para destruir los ß−lactámicos segregados por hongos con los que coexistían. Profundizando más en el tema, parece que las propias ß−lactamasas proceden evolutivamente (por mutaciones sucesivas) de alguno de los genes que originalmente codificaban algunas de las "autolisinas" (PBPs) que intervienen en la maduración del peptidoglucano. Es decir, las ß−lactamasas serían formas modificadas de las mismas dianas (p. ej., las transpeptidasas) sobre las que actúan los ß−lactámicos. Como sabemos, los ß−lactámicos forman complejos covalentes estables con algunas de las PBPs (peniciloil−PBPs), que hacen que estas autolisinas se inactiven. Pues bien, existen indicios de que las ß−lactamasas serían unas "autolisinas" evolucionadas que en vez de formar complejos estables con los ß−lactámicos, se habrían especializado en cortar el anillo lactámico (dando peniciloico) a expensas de su actividad transpeptidasa original. Resistencia al cloranfenicol La resistencia al cloranfenicol suele deberse a una enzima inactivante de dicho antibiótico, denominada cloranfenicol−acetiltransferasa (CAT), que normalmente está codificada por genes plasmídicos. Uno de los genes de CAT de Gram−negativas más estudiados forma parte del transposón Tn9. La CAT convierte el cloranfenicol en su derivado 3−acetoxi, usando el acetil−CoA; a continuación una reacción química (no catalizada por enzima) hace que el grupo acetoxi pase a la posición 1; finalmente ocurre 19

una segunda acetilación catalizada enzimáticamente, que genera el producto final, 1,3−diacetoxi−cloranfenicol. Los derivados mono o diacetilados del cloranfenicol son inactivos como antibióticos. Resistencia a ciertos aminoglucósidos Como ya vimos en el capítulo anterior, los aminoglucósidos son un grupo amplio y abundante de antibióticos, por lo que no es sorprendente que las bacterias hayan evolucionado distintos mecanismos para inactivarlos; se pueden agrupar en tres tipos: • Fosforilación • Adenilación • Acetilación Las fosforilaciones y adenilaciones se dan sobre grupos −OH susceptibles, mientras que las acetilaciones recaen sobre determinados grupos −NH2. La modificación enzimática de los aminoglucósidos ocurre en el espacio periplásmico o en la membrana citoplásmica, y produce un doble efecto: el antibiótico modificado covalentemente ya no puede usar el mecanismo de transporte facilitado a través de la membrana; por lo tanto, accede en menor cantidad al citoplasma; el compuesto modificado ya no puede afectar al ribosoma, por lo que no ejecuta acción inhibitoria sobre el crecimiento de la bacteria. MODIFICACION QUIMICA DE LA DIANA DEL ANTIBIOTICO Resistencia a la estreptomicina Este mecanismo ya fue comentado en el: la mutación cromosómica strA produce una proteína ribosómica S12 alterada que impide la unión de la estreptomicina. Resistencia a la eritromicina Ciertos plásmidos de cepas de Staphylococcus aureus y de Streptococcus codifican una metilasa de ARN inducida por la presencia de eritromicina: esta enzima modifica por metilación un determinado nucleótido del ARNr 23S de la subunidad grande del ribosoma. Concretamente introduce dos metilos en el N de una determinada adenina, usando S−adenosilmetionina (SAM) como donador. Esto produce un cambio conformacional en el ribosoma que disminuye su afinidad hacia la eritromicina y hacia la lincomicina (resistencia cruzada a los dos antibióticos). El mecanismo genético subyacente al carácter inducible de la metilasa es muy interesante; en lugar de un mecanismo a nivel transcripcional, como es habitual en las bacterias, se trata de un mecanismo de regulación traduccional: en las bacterias en ausencia de eritromicina el ARNm de la enzima posee una estructura secundaria que evita su traducción por los ribosomas, pero en presencia de eritromicina este ARNm cambia de conformación y puede ser leído, produciéndose la metilasa que inactivará la diana del antibiótico. Resistencia a las rifamicinas

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Como ya sabemos por el cap. 20, las rifamicinas actúan uniéndose a la subunidad ß de la ARN polimerasa eubacteriana. La resistencia a estos antibióticos depende de una mutación cromosómica que altera dicha subunidad, haciéndola insensible a estos inhibidores. Resistencia a las quinolonas, novobiocina y coumermicina Las mutaciones cromosómicas que interesan a la subunidad A de la ADN−girasa bacteriana producen resistencia al ácido nalidíxico. Sin embargo, las quinolonas de última generación (fluoroquinolonas como el ciprofloxacino) no se ven afectadas, quizá debido a la enorme potencia de estos quimioterápicos. Las mutaciones cromosómicas que afectan a la subunidad B de la girasa rinden resistencia a la novobiocina y a la coumermicina SINTESIS DE UNA NUEVA ENZIMA RESISTENTE Resistencia a sulfamidas Determinados plásmidos R portan genes de resistencia a sulfamidas (SuR), que codifican una dihidropteroico sintetasa muy resistente a la acción de estos quimioterápicos, debido a que tienen una afinidad 10 000 veces menor que la enzima normal codificada por el cromosoma. Resistencia a trimetoprim Muchos plásmidos R llevan un gen que codifica una dihidrofolatorreductasa (DHFR) muy resistente al trimetoprim. Resistencia a meticilina En muchos hospitales medran cepas muy peligrosas de Staphylococcus aureus resistentes al ß−lactámico meticilina. Estas cepas producen una forma especial de proteína PBP2 (la llamada PBP2a) que posee una baja afinidad por los ß−lactámicos, incluyendo la meticilina. Parece que el gen codificador correspondiente reside en un transposón. HIPÓTESIS La resistencia de los antibióticos beta lactámicos al Staphilococcus aureus depende de la zona geográfica en donde habita el huésped. RESULTADOS DE LABORATORIO MUESTRA 1 Hidalgo 2 Morelos 3 Edo. Méx 4 Puebla 5 Edo. Méx. 6 D. F. 7 D. F. 8 D. F. 9 D. F.

GELOSA SANGRE Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo moderado Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano

STA−110* Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo moderado Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano

COAGULASA 1 Positivo Positivo Negativo No se trabajo No se trabajo No se trabajo Positivo Positivo No se trabajo 21

10 Hidalgo 11 D. F. 12 Edo. Méx. 13 D. F. 14 D. F. 15 Hidalgo 16 D. F. 17 Edo. Méx. 18 D. F. 19 D. F. 20 Edo. Méx. 21 Edo. Méx. 22 D.F. 23 D. F.

Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Sin desarrollo Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano

Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Sin desarrollo Sin desarrollo Sin desarrollo Desarrollo bacteriano Desarrollo bacteriano

No se trabajo Negativo Negativo Negativo No se trabajo No se trabajo Negativo No se trabajo No se trabajo No se trabajo No se trabajo No se trabajo Positivo No se trabajo

* desarrollo de colonias bacterianas de color gris−amarillo dorado de 1 a 2 mm de diámetro de forma circular y superficie convexa y consistencia mantequillosa. Diferenciación microscópica de las bacterias desarrolladas: cocos gram positivos agrupados en forma de agregados irregulares parecidos a racimos de uvas. 1se seleccionaron solo 11 colonias, debido al poco material proporcionado por el laboratorio escolar. El criterio para seleccionar estas colonias se baso en el desarrollo que tuvieron estas. ANTIBIOGRAMA REALIZADOS A DOS COLONIAS BACTERIANAS DE DISTINTO ESTADO. ANTIBIÓTICOS Eritromicina Cefalotina Cefotaxima Pefloxacina Gentamicina Tetraciclina Dicloxacilina Ampicilina Trimetroprim con sulfametasol Cefuroxima Penicilina Ceftazidima

Colonia 2 Morelos Sensible Sensible Sensible Sensible Sensible Sensible Sensible Resistente Resistente Resistente Resistente Resistente

Colonia 8 Edo. Mex Resistente Sensible Resistente Sensible Sensible Sensible Sensible Resistente Resistente Sensible Resistente Sensible

* para el antibiograma se utilizò el medio de cultivo Mueller Hinton. CONCLUSION

En base a los resultados obtenidos en el laboratorio, concluimos que la resistencia microbiana es un fenómeno 22

biológico natural, pero se ve amplificado muchas veces debido al mal uso que hace el hombre de los antimicrobianos y a la indiferencia demostrada a las consecuencias de ese hecho. El efecto de la resistencia microbiana es que medicamentos que en otro tiempo salvaban vidas pueden acabar teniendo el mismo poder curativo que un placebo cualquiera. . Por otra parte, Independientemente del origen de la farmacorresistencia, la globalización y el aumento del número de viajeros y de los intercambios comerciales hace inevitable el rápido desplazamiento de esas cepas de un lugar a otro. Mediante la nueva tecnología de huellas de ADN. El aumento de la farmacorresistencia podría arrebatarnos la oportunidad de curar muchas enfermedades y poner freno a las epidemias.

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