Agentes Antimicrobianos

Agentes Antimicrobianos

PATOGENICIDAD MICROBIANA Epidemiología: disciplina que estudia el estado sanitario de las poblaciones (aparición, distribución y control de las enfermedades), su fin es establecer mecanismos eficaces de prevención y erradicación de enfermedades infecciosas en una población. Salud: estado fisiológico normal de los individuos que les permite realizar todas las funciones vitales y sus actividades sin ninguna restricción, no es solo ausencia de enfermedad, si no también bienestar físico y mental. Enfermedad: deterioro y alteración del estado fisiológico de los individuos que les impide desarrollar plenamente sus funciones vitales, puede ser general o localizada en un órgano concreto. Los orígenes de la enfermedad se deben a factores: • Higiénicos y/o ambientales: malnutrición, clima o prácticas nocivas (tabaquismo, alcoholismo, drogodependencia…) • Genéticos: herencia ligada al sexo. • Fallo autoinmune. • Agentes patógenos específicos: la mayoría son microorganismos (bacterias, virus, hongos). También puede haber enfermedades en las que se combinen varios factores, como en la tuberculosis.

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Las enfermedades pueden ser: Esporádicas: aparecen como un brote aislado, sin ningún patrón temporal y sin posibilidad de prevención (frecuencia irregular e impredecible), como las fiebres tifoideas. Endémicas: se mantiene constante y estable localizada en una región geográfica y aparecen episodios a intervalos regulares, como la gripe o la salmonelosis, como el cólera en la India o la leishmaniasis en Murcia y la Salmonelosis. Epidémicas: distribución mundial, aumento brusco y muy extendido de la enfermedad, aunque aparecen como un brote aislado se diseminan con gran rapidez y se extienden por grandes zonas del planeta, como la gripe. Pandemia: Epidemia con efecto devastador y a nivel mundial, como el SIDA, la gripe de 1817 o el Síndrome Respiratorio Agudo y Severo. Parámetros epidemiológicos: Tasa de incidencia o morbilidad: número de nuevos individuos que contraen una enfermedad respecto del total de la población en un tiempo determinado. Tasa de incidencia = casos nuevos / total de la población / tiempo

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Tasa de prevalencia: número de casos totales respecto al total de la población, depende de la tasa de incidencia y de la duración de la enfermedad, sirve para ver la eficacia de un tratamiento, no tiene en cuenta el tiempo. Tasa de prevalencia = número de casos totales / total de la población

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Tasa de mortalidad: número de personas que mueren por una enfermedad respecto al número de afectados por esa enfermedad. Tasa de mortalidad = número de muertes / número de afectados / tiempo

Teoría microbiana de las enfermedades infecciosas Hygea (Higiene) y Pandora (Pandemia) eran hijas de Zeus, el cual confió a una caja que contenía todos los males del mundo a Pandora diciéndole que no la abriera bajo ningún concepto, pero fue más fuerte su curiosidad y liberó todos esos males. Antiguamente se creía que las enfermedades se producían por castigo divino y para aplacar el enojo de los dioses se sacrificaban mujeres vírgenes. En el código de Moisés se recoge que los leprosos deben estar separados de los sanos y sus ropas lavadas. Tucidides vio que las personas que contraían una enfermedad y sanaban no volvían a padecerla. Aristóteles aconsejó a Alejandro Magno que le diera agua hervida a sus soldados. En el siglo II, Varro introdujo el concepto de criaturas invisibles presentes en el aire, a lo que Bacon añadió en el siglo XIII que producían enfermedades. En el siglo XVI, el monje Fracastorius analizó enfermedades como la sífilis y la peste llegando a la conclusión de que se transmitían entre personas u objetos inanimados a través de semillas dañinas o destructoras, como indicó en su libro “De contagione”. Van Leeuwenhoeck en el siglo XVII

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Agentes Antimicrobianos demostró que existen microorganismos en el aire. En el siglo XVIII, Harvey sostenía ideas basadas en supersticiones, creía como Galeno que las enfermedades aparecían por desequilibrios de los 4 humores corporales (sangre, linfa, bilis y flema), se creía que primero se infectaban de peste y después llegaban los bacilos a colonizar el organismo. Jenner introdujo las vacunaciones en el siglo XVIII. En la primera mitad del siglo XIX se aislaron microorganismos asociados a patologías concretas. En 1830, Agostino Bassi descubrió que una enfermedad que atacaba al gusano de seda era causada por un hongo y Berkeley vio que la roya de la patata también era producida por un hongo. A finales del siglo XIX, Semmelweiss introdujo prácticas elementales de higiene en los hospitales de Suecia con el fin de evitar las muertes puerperales. Snow demostró que las grandes epidemias de cólera de Londres se debían a los suministros de agua potable. Pasteur demostró la presencia ubicua de los microorganismos, que un protozoo atacaba al gusano de seda y encontró vacunas contra la rabia y el cólera aviar inyectando microorganismos muertos. Lister introdujo a finales del siglo XIX las primeras medidas de desinfección hospitalaria, antisepsia en cirugía, introdujo el fenol y la técnica de las disoluciones seriadas. Koch introdujo herramientas que permitieron resolver viejos problemas, introdujo colorantes con fucsinas, cristal violeta…, también introdujo la técnica de los cultivos puros, aislando microorganismos individuales del resto de la población, hizo también la gelatina para solidificar los medios, pero tenía el problema de que licuaba por encima de 26ºC y es degradada por muchos microorganismos, la mujer de Walter Hess le recomendó otra sustancia cementante que era el agar y que resultó no servir como nutriente. Utilizó el medio agar-patata, sembrando las bacterias sobre láminas de patata. Estudió Bacillus anthracis y con Mycobacterium tuberculosis con las que sacó sus postulados. Postulados de Koch 1. El microorganismo sospechoso debe estar presente en todos los casos de enfermedad y nunca en individuos sanos. 2. Debe ser posible aislarlo de los enfermos y hacer un cultivo puro en el laboratorio. 3. Al reinocular en individuos sanos deben aparecer todos los síntomas y cuadro de la enfermedad. 4. Se debe poder reaislar al patógeno de este nuevo individuo infectado. Con estos postulados comenzó en el siglo XX la edad de oro de la Microbiología en su versión bacteriológica con el descubrimiento de las bacterias causantes de enfermedades como la sífilis, gonorrea, tétanos, difteria, carbunco… Los postulados de Koch no sirven ni para patógenos intracelulares obligados ni para virus, para ello se encuentran los postulados de Rivers: 1. El agente infeccioso debe encontrarse en todos los casos de enfermedad. 2. Filtrados del material biológico carentes de células y bacterias deben reproducir todos los síntomas de la enfermedad en el huésped adecuado. 3. Filtrados libres de células procedentes de animales o plantas inoculados deben producir todos los síntomas de la enfermedad tras transmitirlos a individuos sanos. CONCEPTOS: Parásito: organismo que vive y se reproduce a expensas de otro, a veces el parásito causa efectos escasos o nulos en el huésped, que lo tolera y su presencia resulta inaparente, lo que sería un ejemplo de comensalismo. Otras veces el parásito produce lesiones y daños en el huésped, denominándose patógeno. Patogenicidad: capacidad de un organismo para producir daños en el huésped. Huésped: organismo que acoge la presencia del parásito. Normalmente la relación huésped-parásito es dinámica. Infección: etimológicamente “inficire” implica solo la presencia y crecimiento del parásito en el huésped, si es un patógeno causará lesiones y daños que llamaremos enfermedad. Ahora debemos ampliar el concepto de patogenicidad, siendo la capacidad del patógeno para invadir al huésped y desarrollar procesos degradativos en su anatomía y fisiología, los cuales se denominan enfermedades. Infección: implica la presencia del patógeno en el cuerpo, no la enfermedad (Tuberculosis). Virulencia: expresa el grado de patogenicidad de un parásito o patogenicidad relativa, es un atributo de cepa y la patogenicidad de especie. Corynebacterium diftery es patógena, pero sólo las cepas con fago son virulentas. Streptococcus pyogene es patógena, las cepas capsuladas son virulentas y las no capsuladas avirulentas. Dosis infectiva: número necesario de células para producir una enfermedad. Patógeno oportunista: patógeno que causa la enfermedad en circunstancias especiales, pero en condiciones normales no es patógeno, Candida, Aspergillus o Clostridium difficilae que sólo se desarrolla en pacientes que siguen un tratamiento antibiótico fuerte.

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Agentes Antimicrobianos Infección nosocomial: patología que se contrae en hospitales y centros clínicos, hay una mayor incidencia en personas de riesgo (ancianos, trabajadores del hospital, niños…). Reservorio: lugar físico donde se localiza y mantiene viable un patógeno, pudiendo actuar como foco de infección. Hay reservorios vivos como los mosquitos para Treponema, los hay físicos como el agua es el reservorio del cólera o el hierro oxidado de Clostridium tetani, hay también reservorios vivos que son individuos con una infección subclínica, es decir, individuos que presentan pocos o ningún síntoma de la enfermedad y actúa como foco emisor. Un portador agudo es aquel que tiene síntomas de la enfermedad pero porque ya la padeció y el portador crónico e aquel que la transmite durante mucho tiempo y además la padece. Vector: agente vivo que transfiere los patógenos de individuos enfermos e individuos sanos y puede padecer o no la enfermedad. PATOGENICIDAD: Hay dos mecanismos fundamentales: • Invasividad: capacidad de los patógenos para entrar y proliferar en el cuerpo del huésped, para ello deben vencer los mecanismos de resistencia (Bacillus anthracis, Yersinia, Salmonella, Shigella). Las islas de virulencia son grandes fragmentos del DNA compuestos por genes de virulencia para causar una invasión efectiva, se transmiten por transferencia horizontal y las cepas no virulentas también las poseen. • Toxigenicidad: producción de sustancias químicas (toxinas) que alteran o destruyen las células del huésped. Clostridium tetani es una bacteria muy poco invasiva con una neurotoxina muy potente. Las enterobacterias son muy invasivas. Hay bacterias que salvan las barreras físicas (piel), químicas (pH) y llegan a sangre donde proliferan masivamente, lo que se denomina bacteremia. Las menos invasivas producen toxinas difusibles. Si además de aparecer bacterias aparecen fragmentos celulares (toxinas, proteínas…) se denomina septicemia. Hay veces que la separación entre invasividad y toxigenicidad no está tan clara como en Bacillus anthracis que es bastante invasiva y bastante toxigenica • Hay un tercer mecanismo que es por hipersensibilidad como Mycobacterium tuberculosis, un primer contacto no produce la enfermedad, pero un segundo contacto produce una respuesta exacerbada. •

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Factores que determinan la invasividad: Transmisión: transferencia del patógeno entre individuos desde los infectados a los sanos, es un mecanismo de escape a las defensas del huésped, se suele producir por brotes, de modo que unos pocos individuos contactan con el nuevo huésped. Se transmiten por contacto directo (sífilis, gonorrea), agua (cólera), aire (neumonía), contacto con la piel (carbunco) o por vectores (peste). Afinidad tisular del patógeno: para entrar tiene que atravesar la piel y las mucosas, hay microorganismos con capacidad de penetración restringida y se quedan en superficie como la cavidad oral desarrollando infecciones superficiales (Streptococcus mutans provoca caries), se quedan a nivel de las células epiteliales (dermis o epidermis) como la Disentería. Los patógenos colonizadores reconocen específicos del glicocalix o las fimbrias. Hay patógenos muy selectivos como Neisseria gonorrheae y hay otros que producen septicemias muy generalizadas como Bacillus anthracis. Dosis infectiva: número de individuos necesarios para producir la enfermedad, a veces es uno, otras un umbral, es inversamente proporcional a la virulencia del patógeno. Requerimientos nutritivos del patógeno: si no están los nutrientes necesarios para el patógeno, éste no coloniza. Por ello Pseudomonas coloniza siempre. A veces necesitan condiciones especiales (vitaminas, pH…), Brucella abortus no afecta a humanos porque no presentan eritritol en su placenta. Las bacterias lácticas en el tracto vaginal están presentes por el pH, el carbunco no afecta a las aves por que su temperatura corporal es inferior a 37ºC. Factores de Virulencia: 1. Producción de proteasas celulares: factores que permiten salvar las barreras de superficie, proteínas extracelulares que degradan barreras superficiales y favorecen la colonización del patógeno: o Hialuronidasas, degradan el ácido hialurónico que forma parte del cemento intercelular. o Aspartil proteasas, hemolisinas que degradan los fosfolípidos de membrana producidas por muchos Streptococcus y Staphylococcus. o Colagenasas, enzimas que degradan el colágeno, como la proteína K de Clostridium perfringens y Clostridium difficilae.

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Agentes Antimicrobianos Fibrinolisinas, descomponen las mallas de fibrina de los coágulos. Coagulasas, estimulan la coagulación sanguínea, escondiéndose el patógeno en el interior de la malla de fibrina. 2. Producción de enzimas líticas: enzimas con acción toxica sobre las células del huésped: o Estreptolisina S y O, que son responsables de la actividad β-hemolítica completa, aunque también actúa sobre otras células de la sangre. o Neuraminidasa, producida por el virus de la gripe, degrada el ácido neuramínico de la mucosa del tracto respiratorio. o Hemaglutinina, producida también por el virus de la gripe, provoca la fusión de la membrana del virus con la del fagosoma o la membrana plasmática. 3. Factores de resistencia a la fagocitosis: factores que permiten a los microorganismos permanecer viables en el interior del fagocito: o Carotenoides: pigmentos importantes en la fotosíntesis, además son capaces de secuestrar los radicales libres del oxígeno (↑O2, O2-, H2O2, ·OH) que son oxidantes muy fuertes utilizados por las células fagocitarias para eliminar el patógeno. Staphylococcus aureus los produce y por ello adopta un color amarillo. o Enzimas detoxificantes: como la catalasa o la superóxido dismutasa que detoxifican las especies reactivas del oxígeno. o Leucocidinas: características de cocos Gram + son proteínas de la pared bacteriana que se fijan a los leucocitos y los destruyen, así, el patógeno al ser ingerido produce leucocidinas que se unen a la membrana celular y a la del lisosoma, lisando así al leucocito. Todos los patógenos que producen leucocidinas son piogénicos (provocan acúmulos de pus). o Cápsula: polipeptídica o polisacarídica, esencial en la adhesión del patógeno a las células del huésped, además de impedir la adherencia del fagocito y la posterior ingestión del patógeno. En una misma especie las cepas capsuladas son virulentas y las acapsuladas no lo son. o Resistencia intracelular de los patógenos vivos: el microorganismo es fagocitado pero no se destruye, manteniéndose viable o incluso se divide dando lugar a una progenie, algunas veces sale del fagosoma y se divide en el citoplasma actuando como un foco de diseminación del patógeno, otras veces impide que se una el lisosoma al fagosoma, cada vez hay más casos como la tuberculosis, lepra, gonorrea, brucelosis… que se comportan como parásitos intracelulares y esta es la base de la infección que causan. Además Listeria monocytogenes (produce mononucleosis), Leishmania (protozoo), algunas cepas de Salmonella o Candida albicans (levadura) presentan también este tipo de resistencia. La defensa del organismo frente a estos patógenos es la hipersensibilidad retardada, aunque a veces contribuye a la infección. o o

Hay tres tipos de microorganismos patógenos según la relación entre el hospedador y el patógeno: • Parásitos extracelulares: muy sensibles a la acción fagocitaria y rápidamente destruidos por el sistema inmunológico ya que producen sustancias que estimulan la fagocitosis, normalmente producen enfermedades agudas y de corta duración, son tratables químicamente. Producen la mayoría de enfermedades normales. • Parásitos intracelulares: son fagocitados pero no destruidos, permanecen viables en el interior del fagocito o incluso pueden dividirse en su interior, causan enfermedades crónicas de baja sintomatología, que pueden verse agravadas en casos de hipersensibilidad, como la tuberculosis, brucelosis o leishmaniasis… • Parásitos intracelulares obligados: dependen necesariamente de la célula huésped para crecer y dividirse, aunque también se pueden encontrar fuera de las células no están en fase replicativa. Dependen de un reconocimiento específico entre la célula huésped y el patógeno para ser invasivos, por ejemplo los virus las Rickettsias y las Clamidias. Factores que determinan la toxigenicidad: Toxicidad: el patógeno no entra en el cuerpo, sino que elabora elementos patogénicos en la entrada.

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Agentes Antimicrobianos Las toxinas bacterianas se descubrieron a finales del siglo XIX, de bajo peso molecular, actúan en bajas dosis, son difusibles y son responsables de muchos síntomas de la virulencia microbiana. Se pueden clasificar en dos grupos: • Exotoxinas: producidas como una proteína normal y son secretadas al exterior, son neutralizadas por los anticuerpos, sirven para formar toxoides, sensibles a altas temperaturas y una dosis letal baja. • Endotoxinas: forman parte de la estructura de la célula, solo se libera cuando la célula se lisa y tienen un modo de acción específico y único (producen fiebre). La estructura del lipopolisacarido A (lípido A toxigénico) es exclusiva de Gram -, son termoestables no pudiendo formarse toxoides y es difícil neutralizarlas con anticuerpos. La toxina exfoliativa de Pseudomonas aeruginosa que es responsable de las infecciones en quemaduras. Los Hongos son organismos saprofíticos del suelo o el agua, descomponen la materia orgánica, incluyen levaduras (unicelulares en principio) y hongos filamentosos capaces de formas hifas y producir micelios. Son patógenos oportunistas, y aparecen en infecciones nosocomiales de origen fúngico. Estas patologías son especialmente graves por el enorme aumento de personas inmunodeprimidas. Hay dos mecanismos de patogenicidad fúngica: • Infecciones fúngicas (Micosis): consisten en la entrada y multiplicación del hongo en el interior del organismo, hay tres tipos: o Micosis superficiales: propias de hongos no invasivos que colonizan la piel y epitelios, causan infecciones benignas en principio y autolimitantes (no se extienden), como la tiña o Trychophyton (pie de atleta). o Hongos que causan infecciones dérmicas (subcutáneas): Destruyen el tejido conjuntivo, la más común es la esporotricosis de Sporothrix que libera esporas que afectan a agricultores, pastores, ganaderos que inhalan estas esporas. o Micosis sistémicas o profundas: el hongo se instala en el interior del organismo y produce infecciones graves que afectan al tracto respiratorio, pulmones y en los casos más graves se extienden por todo el organismo, suelen ser secundarias y causan infecciones mortales en personas inmunodeprimidas como las infecciones oportunistas asociadas al SIDA como son Histoplasma, Cryptococcus, Candida. La mayoría de estos hongos son dimórficos, es decir, aparecen como estructuras miceliares o como organismos unicelulares. • Toxinas fúngicas o micotoxinas: toxinas de origen fúngico, producidas por un número reducido de hongos, son exotoxinas termorresistentes de bajo peso molecular. o Como el género Amanita que producen α-amanitinas, inhibidoras de la RNApolimerasa produciendo daños en el sistema nervioso, circulatorio e hígado. o Las aflatoxinas de Aspergillus flavus aparecen como contaminantes de cereales, frutos secos y vegetales húmedos, actúan de manera directa por unión a las bases púricas distorsionando el DNA, lo que impide la separación del DNA y la síntesis de RNA y la replicación, parece ser que son cancerígenos y mutagénicos (se le relaciona sobre todo con el cáncer de hígado, aunque se cree que es por la presencia del virus de la hepatitis B), además los pacientes inmunodeprimidos son más sensibles a las aflatoxinas. El control de la aflatoxina en cereales almacenados es obligatorio y este hongo es uno de los principales patógenos nosocomial. o El ergotismo es una patología asociada al hongo Claviceps purpurea, que produce el ácido lisérgico (base del LSD). Este hongo produce el tizón de los cereales en cereales húmedos ya se utilicen para hacer pan, fermentos…, las personas que lo ingieren padecen esta enfermedad que se caracteriza por un menor flujo sanguíneo a las extremidades llegando a producir isquemia e incluso gangrena. Esta sustancia tiene efectos alucinógenos y se está estudiando su valor como paliativo del dolor. • Por procesos de hipersensibilidad: debido a hongos ubicuos (permanentes en el ambiente) y que se dividen en el organismo de modo comensal.

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CONTROL MICROBIANO POR AGENTES FÍSICOS Esterilización: muerte o eliminación completa de toda forma de vida en un medio o ambiente determinado, se puede realizar por procesos físicos o químicos, es un término absoluto y si está estéril no hay ninguna forma de vida, ni virus, ni esporas, ni partículas subvirales. Desinfección: aplicación de agentes químicos sobre objetos y utensilios para eliminar los microorganismos, suele referirse a los patógenos, pero no esterilización. No se suele utilizar sobre los seres vivos porque la mayoría de los desinfectantes son tóxicos. Afectan a formas en desarrollo, pero no garantiza la eliminación de esporas. La pasteurización es una desinfección porque solo reduce la carga microbiana. Son desinfectantes los alcoholes, el fenol… Antisepsia: desinfectante aplicado sobre organismos vivos para controlar infecciones generalmente de forma tópica, por lo tanto no deberían ser tóxicos para las cubiertas dérmicas (piel y mucosas). Son sustancias como el betadine, jabones, mercuriocromo… La desinfección y la antisepsia buscan controlar a los patógenos y reducir generalmente la carga microbiana. Todos los agentes antimicrobianos que tienen el sufijo -cida su efecto es la muerte de los microorganismos entendida como la perdida de la capacidad de dividirse (bacteri-, viri-, fungi-), si tienen el sufijo -statico impiden el crecimiento y la división del microorganismo (bacterio-, fungi). Todos los agentes esterilizantes o desinfectantes se basan en uno de estos cuatro principios: 1. Calor a. Desnaturalización o coagulación de componentes celulares esenciales (Calor Húmedo). b. Oxidación o deshidratación de estructuras celulares esenciales (Calor Seco). 2. Alteración de la permeabilidad en las barreras naturales de los patógenos como son la membrana plasmática o la pared celular (fenoles, detergentes). 3. Inhibición de procesos o rutas metabólicas esenciales de la célula, son sustancias que impiden la división celular, replicación del DNA, síntesis de proteínas, síntesis del peptidoglicano… 4. La filtración es una esterilización que consiste en la separación física de los microorganismos de su medio, pero sin alterar la estructura de la población microbiana.

Principios de la Esterilización por Calor: Parámetros significativos 1.

Todos los microorganismos tienen un rango de temperatura en el que pueden crecer: a. Psicrófilos: 5-20º C. b. Mesófilos: 20-40º C, el óptimo para las enterobacterias está a 37º C. c. Termófilos: 40-60º C. Para cada grupo microbiano hay una serie de temperaturas control (temperaturas cardinales): a. Temperatura mínima: temperatura por debajo de la cual el microorganismo no puede crecer. b. Temperatura óptima: temperatura a la que el microorganismo crece a máxima potencia. c. Temperatura máxima: temperatura por encima de la cual el microorganismo no puede crecer. La mayoría de microorganismos patógenos son mesófilos y para tratarlos o eliminarlos se usan incrementos de temperatura por encima de su temperatura máxima. 2. Si una población microbiana se somete a la acción de un agente físico esterilizante como el calor, la muerte microbiana sigue una cinética exponencial, es decir, la fracción de individuos

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Agentes Antimicrobianos que mueren en un intervalo de tiempo determinado es constante y no depende del tamaño inicial de la población. A un intervalo de tiempo concreto muere una fracción igual de microorganismos y esta fracción tiende a ser constante. A temperaturas menores el tiempo de esterilización es mayor. PARÁMETROS MATEMÁTICOS: • D: indica la resistencia que opone un microorganismo a un tratamiento térmico, es el tiempo de reducción decimal o tiempo necesario en minutos para eliminar al 90% de una población microbiana o lo que es lo mismo a un ciclo logarítmico. Como el número máximo de células por mililitro es de 1012, haciendo 12 veces D cualquier muestra está esterilizada. Es una medida de la cinética de muerte y es constante para un determinado microorganismo en unas condiciones concretas. D depende del microorganismo, las condiciones de cultivo y el medio en que se encuentre • 12 D: tiempo necesario en minutos para esterilizar una población, ya que el número máximo de células por mililitro se sitúa entre 1011 y 1012, sobre todo para microorganismos endosporulados. • Z: variación de la temperatura en º C necesario para obtener una variación en 10 veces en el valor de D. • F: es un método para comprobar la eficacia de un tratamiento térmico, es el tiempo real en minutos y a una temperatura determinada (generalmente 121º C) necesario para destruir por completo una población microbiana de células o de esporas. Si hay muchas células F será mayor y si hay pocas F será menor. • PMT: Punto de Muerte Térmica, es la temperatura más baja necesaria para esterilizar una suspensión líquida en 10 minutos. PROBLEMA Si tenemos una suspensión de Escherichia coli con 109 cels/ml y D vale a 101º C 1’5 minutos. Calcular el tiempo necesario para esterilizar una muestra. Y si Z es de 10º C, calcular el tiempo de esterilización para 121º C y 91º C. D101=1’5min 9D 13’5min D101 =1’5min D111 = 0’15min = 9 seg D111= 0’15min D121 = 0’015min = 0’9 seg D101 = 1’5min D91 = 15min 9D D91 = 15min 9D 2h 15min D121 = 0’9 seg 8’1 seg Ante una muestra de un producto con 109 cels/ml de Escherichia coli con D a 90º C de 0’5 minutos y Z de 5º C. Calcular el tiempo de esterilización, D100 y su tiempo de esterilización y D85 con su tiempo de esterilización. CONDICIONES QUE AFECTAN LA EFICACIA DE UN AGENTE FÍSICO (Calor): 1. Tamaño de la población, ya que a mayor población mayor tiempo de aplicación del agente. 2. Naturaleza del microorganismo a tratar, distintos microorganismos y distintas formas microbianas varían en su susceptibilidad al calor, los termófilos son mas tolerantes que los mesófilos y estos a su vez que los psicrófilos. 3. Composición de la población, distintas poblaciones microbianas y tipos celulares varían en su susceptibilidad a un determinado agente antimicrobiano, cultivos exponenciales son más sensibles a agentes físicos que los cultivos estacionarios y las endosporas muestran una mayor resistencia que las formas vegetativas. 4. Constitución intrínseca de los microorganismos, Escherichia coli a una temperatura dada se muere más rápidamente que Mycobacterium tuberculosis porque su pared es mucho más blanda. La presencia de cápsula o glicocalix dificulta la penetración del calor. 5. Condiciones nutritivas , fisiológicas y ambientales del medio: a. Presencia de altas concentraciones de glúcidos, lípidos o proteínas disminuyen la penetración del calor y aumenta la termorresistencia de los microorganismos. b. Presencia de sales, a veces facilitan la entrada del calor y otras veces la dificultan. c. Contenido de agua o deshidratación, los organismos deshidratados son más difíciles de tratar que los hidratados. d. A pH ácido la esterilización por calor es más rápida que a pH neutro. 6. Naturaleza del agente: El calor húmedo es mejor ESPORAS CALOR HÚMEDO CALOR SECO esterilizante que el calor seco, ya Clostridium botulinum 4-20’//121º C 2h//121º C Bacillus subtilis 2-15’//121º C 1-2h//150º C

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Agentes Antimicrobianos que coagula proteínas. El calor seco tarda mucho más porque tiene que producir la combustión de los componentes celulares. ESTERILIZACIÓN POR FILTRACIÓN: Las vitaminas, factores de crecimiento, aminoácidos, suplementos dietéticos y líquidos termolábiles o algunos gases no se pueden esterilizar por calor ni radiación. Para estos compuestos se aplica la técnica de filtración, que no ocasiona alteración de los microorganismos, sino sólo su separación física del medio. Los filtros son dispositivos con un tamaño de poro adecuado para retener los microorganismos y permitir el paso de líquidos y gases. La gama de tamaño y composición de los filtros es muy amplia, porque las células microbianas oscilan entre 0’3 y 10 micrómetros. Son imprescindibles en Virología, ya que los virus son partículas menores de 10 nanómetros de diámetro, históricamente los filtros sirvieron para descubrir la existencia de los virus. Tipo de filtros: • Filtros en profundidad: son los más antiguos, consisten en una estructura multilaminar de papel fibrosa o una capa de material granular por amontonamiento al azar de papel, asbesto o fibra de vidrio. Al absorber una solución por bomba de vacío, las partículas quedan atrapadas en esa tortuosa estructura o absorbidas a la superficie. Están hechos de tierra de diatomeas (filtros Berkefield), asbesto, vidrio poroso o porcelana (filtros Chamberlain-Pasteur). Por ser bastante porosos se utilizan como prefiltros para eliminar partículas groseras que podrían atascar el proceso o en la esterilización del aire por filtración en procesos industriales. • Filtros de membrana: los más comunes en microbiología. Son discos circulares, duros, de menos de 0’1 milímetro de espesor, compuestos de acetato o nitrato de celulosa, polivinilo, policabonatos u otros materiales sintéticos. Se fabrican de tal forma que contengan un gran número de poros (de menos de 0’45 micrómetros de diámetro para retener levaduras y hongos microscópicos y de 0’22 micrómetros para retener bacterias), proporcionando una elevada tasa de flujo. Funcionan como una criba que atrapa numerosas partículas sobre su superficie cuando se fuerza a una solución sobre el filtro por medio de una bomba de vacío. Sirven para esterilizar vitaminas, antibióticos, ciertos aminoácidos y medios de cultivo y otros productos farmacéuticos sensibles al calor. Sirven también para aislar y cultivar microorganismos observando que había en esa muestra y además pudiendo cultivar a los microorganismos en un medio propio. • Filtros NUCLEOPORE: se obtienen al bombardear películas muy finas de policarbonato (10 micrómetros de grosor) con radiación nuclear y luego tratándola con un producto químico. La radiación provoca poros que se homogenizan en tamaño por el tratamiento químico, el cual se controla según el tipo de solución y el tiempo de aplicación. Tienen orificios uniformes en disposición vertical sobre una fina película y se usan en microscopía electrónica de barrido de los microorganismos, de forma que las células filtradas quedan dispuestas en un plano uniforme sobre la parte superior del filtro. • Para el personal sanitario se usan mascarillas que previenen la entrada de aire contaminado, los laboratorios de bioseguridad de hospitales y empresas usan cabinas HEPA (High Efficency Particulate Air) que contienen filtros especiales que retienen mediante corrientes de aire forzado el 99’97% de las partículas de tamaño superior a 0’3 micrómetros. ESTERILIZACIÖN POR RADIACIÓN: La radiación es útil para esterilizar o para reducir la carga E = h · ν => E = h / λ microbiana. Se utiliza radiación electromagnética de acuerdo a la ecuación de Plank. Hay dos tipos de radiaciones: • Radiaciones ultravioleta: de 200 a 300 nanómetros (la que se utiliza es de 280 nanómetros), desprenden una energía suficiente para entrar en las células de los patógenos y dañar el DNA, no son radiaciones esterilizantes ya que hay mecanismos de reparación del DNA y además su poder de penetración es escaso, y además no atraviesan superficies sólidas opacas ni de gran espesor, también es dañina para la piel y los ojos. Se utiliza en forma de lámparas en campanas de flujo laminar, como germicidas para desinfectar el aire y también se utiliza para desinfectar el agua siempre que pase por tubos muy delgados. • Radiaciones ionizantes: son los rayos X, los rayos γ y las corrientes de electrones acelerados, son muy buenas esterilizantes por su elevado poder de penetración y que desprenden mucha energía. Al incidir sobre las moléculas producen la liberación de radicales libres (·OH: Hidroxilo, H -: Hidruro y O2-: Superóxido) que son moléculas reactivas que dañan el DNA y proteínas produciendo la muerte de las células irradiadas, además la propia radiación puede producir

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Agentes Antimicrobianos roturas físicas en el DNA. Este tratamiento es caro porque se necesita un emisor de rayos γ o una fuente de isótopos radiactivos de 60Co y 137Cs que se consiguen como derivados en la fisión nuclear. Actualmente se impone el uso de radiaciones ionizantes para la esterilización del material quirúrgico, clínico y médico y las hormonas. Ha aumentado el uso de radiaciones para alimentos de consumo desplazando a la esterilización por gases como el oxido de etileno (muy tóxico) y la β-propionolactona. Se intentan aplicar también a la comercialización de algunos productos marinos que se comercializan vivos o en la desinsectación de plagas. Las radiaciones son eficaces frente a determinados patógenos como Escherichia coli o Campylobacter, EEUU está tratando por radiación aves de corral, carnes de ternera, cerdo y cordero y frutas y verduras. El problema es que despierta rechazo en la población porque podría existir contaminación radiactiva o dar lugar a la formación de productos tóxicos o cancerígenos de los productos irradiados, además de modificar sus propiedades organolépticas.

CONTROL MICROBIANO MEDIANTE AGENTES QUÍMICOS Un agente químico antibacteriano es cualquier producto o sustancia capaz de inhibir el crecimiento de una población microbiana o destruirla. Pueden ser sustancias naturales o sintéticas, podrían ser bactericidas, fungicidas o viricidas, pero la mayoría no son esterilizantes sino que son desinfectantes o antisépticos. La toxicidad selectiva es un criterio fundamental para la aplicación de estas sustancias introducido por Ehrlich y consiste en que las sustancias deben ser muy tóxicas o dañinas para los patógenos e inocuas para el huésped. La mayor parte de antisépticos y desinfectantes conocidos son de uso tópico (piel y mucosas), pero no en el interior del organismo, esta es la principal diferencia con los quimioterápicos y antibióticos. CRITERIOS PARA UN BUEN DESINFECTANTE: 1. Alta toxicidad selectiva, que el antiséptico no sea nocivo para el paciente, ni el desinfectante corrosivo con el material a tratar. 2. Amplio espectro, siendo efectivo contra una gran cantidad de microorganismos infecciosos. Debe ser efectivo contra Gram +, Gram -, virus, hongos, estructuras de resistencia… 3. Fácil y rápido acceso al patógeno, que actúe sobre el con un mecanismo irreversible (mejor -cida que -stático) en grandes diluciones y en presencia de materia orgánica. 4. Que sea una sustancia estable pudiéndose conservar largos períodos de tiempo, incolora, inodora o de olor agradable, antipática para facilitar su absorción, anfifílica para que pueda actuar en cualquier medio (ya que es hidrosoluble y liposoluble), además de una baja tensión superficial para que pueda atravesar la epidermis de los huéspedes. 5. Que sea volátil y se elimine fácilmente cuando haya cumplido su acción. 6. Económicamente debe ser barata. FACTORES QUE AFECTAN A LA POTENCIA DE UN COMPUESTO: 1. Concentración necesaria y tiempo de aplicación, [X]: concentración necesaria una concentración alta es mortal, un poco más baja [X]n·t = k (cte) n: potencia del compuesto es inhibitoria y a bajas concentraciones estimula el t: tiempo de aplicación crecimiento puede ser utilizada como alimento. En el caso de los fenoles si se reduce a la mitad la concentración letal el tiempo de aplicación aumenta en 64 horas. Compuestos con baja potencia letal, pero inocuos para el paciente se pueden usar en tiempos prolongados. Para cada desinfectante y microorganismo se necesita saber la concentración necesaria del compuesto que permite eliminar una fracción fija de la población microbiana por un método definido. 2. Temperatura y pH afectan tanto a la potencia del agente como a la sensibilidad del microorganismo, a pH neutro las bacterias tienen carga negativa dotada por la pared celular, a

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3. 4.

pH básico se altera la carga microbiana y con el mismo agente variará la concentración necesaria pudiendo aumentar o disminuir, alterándose la concentración de sustancia que interacciona con la bacteria, el pH también afecta al grado de ionización del agente, generalmente la forma no iónica atraviesa mejor la membrana que la ionizada. La acción antimicrobiana de las sustancias se potencia con la subida de las temperaturas, a bajas temperaturas por cada 10º C que se aumente la temperatura se duplica la potencia del compuesto, en el caso del fenol la potencia se multiplica por 8 cada 10º C. Tipo microbiano, condiciones de cultivo y condiciones fisiológicas (igual que los agentes físicos). Depende de la especie microbiana, el medio de cultivo (glúcidos, sales, lípidos…), presencia de estructuras especiales (endospora, cápsula…). Tamaño de la población, a mayor tamaño de población el tiempo de aplicación deberá ser mayor.

PRINCIPALES MECANISMOS DE ACCIÓN DE LOS DESINFECTANTES: El efecto antimicrobiano de un compuesto depende de su capacidad para producir lesiones irreversibles en los componentes esenciales de la célula. La mayoría actúan alterando la permeabilidad de la membrana por destrucción o extracción de los lípidos y desnaturalizando las proteínas esenciales. Muchos tienen una diana celular primaria (generalmente superficial) y a veces tienen efectos secundarios relacionados con su diana. • Sobre la permeabilidad de la membrana, disolventes orgánicos y detergentes que degradan los fosfolípidos y proteínas que forman la bicapa lipidica y como consecuencia provocan la perdida de metabolitos, fallos en el transporte activo y procesos de obtención de energía, el resultado final es la lisis celular. o Fenoles: basados en la estructura del fenol, son los primeros que OH OH introdujo Lister, tienen una acción bactericida muy rápida incluso a bajas concentraciones, desnaturalizando oxidasas, deshidrogenasas y otras proteínas de membrana, lo que concluye con la lisis celular, en la actualidad se emplean como LISOL desinfectantes y se aplican sólo los derivados fenólicos como los Cresoles, Xilenoles y el más importante el Lisol, que es el ortofenilfenol. Son tuberculocidas a nivel superficial, pueden actuar en presencia de materia orgánica y son muy potentes contra las membranas plasmáticas y permanecen activos mucho tiempo después de la aplicación. Los inconvenientes es que tienen olor desagradable, no son anfipáticos, la mayoría de virus son insensibles y algunos microorganismos como Pseudomonas los usan como fuente de Carbono y energía.  Hexaclorofeno: derivado fenólico, desinfectante que se usaba como antiséptico superficial en dentífrico, champú y jabón, es potente contra bacterias de la piel. No es soluble, es muy persistente, provoca daños cerebrales y se restringe su uso a hospitales para el tratamiento de enfermedades nosocomiales por patógenos como Staphylococcus.  Clorhexidina: parecida al hexaclorofeno, sirve para desinfectar piel y mucosas, se aplica combinada con detergentes en tratamientos postoperatorios y en la limpieza o antisepsia del personal sanitario de riesgo, actúa sobre la membrana plasmática de las células vegetativas, pero no sobre endosporas, también es eficaz frente a virus envueltos, por lo que mejora el espectro de acción de los fenoles (inactivos frente a los virus). o Alcoholes alifáticos: desinfectantes para material de laboratorio porque son bactericidas y fungicidas, aunque no esporicidas, hay virus envueltos que si son sensibles porque desorganizan la bicapa lipidica y desnaturalizan proteínas celulares, actúan con rapidez y son muy volátiles, evaporándose inmediatamente después, no suelen dejar residuos, pero al aplicar superficialmente en heridas promueve la coagulación espontánea de las plaquetas generando una capa proteica bajo la cual crece el microorganismo. Los más utilizados son los alcoholes alifáticos de cadena corta y de entre ellos el etanol y el isopropanol, se aplican en disolución acuosa al 70-96%, mejorando así su solubilidad en agua y su capacidad de penetración, además de que las proteínas necesitan agua para coagular, son mejores bactericidas los alcoholes de cadena larga (7-10 C) pero son insolubles en agua y por ello no se utilizan. • Desnaturalización de las proteínas, alteraciones conformacionales y plegamientos anormales de las proteínas que producen su desnaturalización, también rompen puentes disulfuro, o incluso a veces los forman. Los más importantes son los halógenos.

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Agentes Antimicrobianos o Halógenos: Fluorados (como en el dentífrico), iodados y clorados, son moléculas diatómicas. Tienen alta actividad bactericida y fungicida, actuando contra endosporas también, porque tienen una fuerte actividad oxidante sobre proteínas celulares y glicoproteínas.  Iodados: antiséptico universal de la piel, se aplicaban por tintura de Iodo (disolución alcohólica al 2% de I2 + IK), pero como la mezcla es irritante y produce manchas en la piel y alergias actualmente se aplica en iodóforos que son mezclas donde el yodo se acompleja con productos químicos que son agentes tensoactivos mejorando su solubilidad y haciendo que el Iodo se libere lentamente, lo que permite mejorar la acción antiséptica, disminuir la irritación cutánea y que su efecto sea más prolongado. Son iodóforos las povidonas como el Betadine, Isodine, Wescodyne…, hay otras formas que se emplean como antisépticos en personal sanitario de riesgo, actúa uniéndose a tirosinas de proteínas que por iodación o halogenación dan iodotirosinas que inactivan la proteína.  Clorados: desinfectante universal de aguas de uso humano, redes de agua, piscinas… Se utiliza en industrias lácteas y alimentarias como Cl2(g) o como hipocloritos (sales cálcicas o sódicas del ácido hipocloroso). El ácido hipocloroso se descompone en agua para dar ácido clorhídrico y oxígeno naciente (oxidante muy fuerte), el tiempo de esterilización es de unos 30 minutos, pero la presencia de materia orgánica disminuye su potencia, por ello siempre se añade en exceso y se espera a que se evapore, aunque produce efectos no deseados como irritación y en presencia de materia orgánica puede dar lugar a derivados cancerígenos Cl2(g)+H20 HCl+HClO se sigue utilizando porque es NaClO+H 0 NaOH+HClO barato, eficaz y muy fácil de 2 utilizar, con una toxicidad Ca(ClO)2+2 H20 Ca(OH)2+2 HClO controlable, hay preparados HClO (aq) HCl +1/2 O comerciales como “Purex-Clonex” y “Halazone” que se emplean para2 potabilizar canales de agua reducidos. o Agua oxígenada (H2O2), diluida al 3% es un antiséptico débil, pero útil para limpiar heridas superficiales ya que es inocuo para el huésped y tiene acción oxidante fuerte, aunque las catalasas rompen el compuesto, se usa en soluciones para tratar material quirúrgico y ortopédico de contacto. Además de su acción desnaturalizante sobre las proteínas, también produce su peroxidación. o Ozono (O3), en EEUU se empieza a usar como desinfectante por su fuerte acción oxidante. o Metales pesados, sales con acción antimicrobiana a bajos niveles, son sales de Plata (Ag), Mercurio (Hg), Arsénico (As), Zinc (Zn) y Cobre (Cu) con acción oligodinámica paralizando el crecimiento a bajas concentraciones. Actualmente se usan cada vez menos ya que so bacteriostáticos y muchos de ellos son tóxicos para el huésped.  Salvarsan 505, sal de Arsénico que se utilizó para el tratamiento de la sífilis.  Mercuriales, bacteriostáticos basados en la estructura del mercurio (mercuriocromos y mertiolatos) ya que actúan sobre las proteínas rompiendo puentes disulfuro entre cisternas vecinas, pero el fundamento de que sean bacteriostáticos está en que estos enlaces se pueden recuperar con el propio poder reductor de la célula. Son activos para tratamientos cutáneos frente a Gram + y Gram -, hongos y algas, se emplean para impedir el desarrollo de Pseudomonas en productos farmacéuticos comerciales. Las bacterias se están volviendo resistentes a los mercuriales por el uso indiscriminado y se transmite la resistencia en un plásmido de resistencia a un antibiótico.  Sulfato de Cobre (CuSO4): alguicida.  Sales de Plata, nitrato de Plata (AgNO3) al 1% se emplea para el tratamiento de la gonorrea oftálmica en recién nacidos y para el tratamiento del tracoma producido por Chlamydia trachomatis, últimamente se aplica también en el tratamiento tópico de quemaduras graves reduciendo las infecciones por patógenos oportunistas. La aplicación de sales de Plata en la piel está dando lugar a la aparición de patógenos resistentes.

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Agentes Antimicrobianos o Detergentes, muy utilizados en clínica porque tienen una estructura anfipática con una

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parte polar que interacciona con proteínas y una hidrofóbica que es una larga cadena hidrocarbonada liposoluble que se insertaen la membrana de los patógenos y la desorganiza. Son moleculas tensoactivas con acción emulsiva y desagregante. Los detergentes funcionan mejor sobre Gram + que sobre Gram -, pero no van bien contra esporas ni virus. Se clasifican en función de la cabeza del grupo polar en:  Aniónicos: jabones y detergentes (lava ropa), derivados de ácidos grasos con acción limpiadora a lo que contribuye el frotamiento y rozamiento.  Catiónicos: compuestos de amonio cuaternario, su grupo polar es un grupo amonio, en el cual los Hidrógenos se sustituyen por grupos alifáticos y aromáticos. La región positiva se asocia con el fosfato de los fosfolípidos de membrana y la hidrofóbica se asocia con los lípidos de la membrana con un efecto desestabilizante, perdiendo la membrana plasmática sus propiedades de permeabilidad selectiva y expulsa sustancias ricas en fosfatos y nitratos que puede lisar las células, esta es la diana celular primaria, una vez dañada la membrana entran al citoplasma, desnaturalizando proteínas y alterando el metabolismo general. Actúan mejor a pH alcalino porque se ioniza el grupo amonio, pierden actividad en presencia de materia orgánica, se utilizan como desinfectantes en centros quirúrgicos, instrumentos de precisión y pueden utilizarse como antisépticos cutáneos débiles, ejemplos de amonio cuaternario son el Ceepryn (Cloruro de Cetilpiridinio) y el Zephiran (Cloruro de Benzalconio). Gases:

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Óxido de etileno, era el esterilizante de materiales de uso clínico y quirúrgico y sustancias de laboratorio termolábiles hasta que llego la radiación, se utilizaba para endoscopios, placas de petri, marcapasos… Tiene una acción alquilante en presencia de Hidrógenos lábil de grupos amino o metilo, interaccionando con ellos y uniéndose al grupo formando grupos alquilo en las proteínas y desnaturalizándolas; esta acción alquilante es muy lenta, por lo que requiere tratamientos muy prolongados, es muy caro de aplicar ya que se necesita un dispositivo especial que controle la temperatura y la presión, se utiliza en una mezcla al 20% con CO2, ya que puro es explosivo. El exceso de óxido de etileno se debe retirar por que es tóxico sometiendo las muestras a aireación. β-propionolactona o β-propiolactona.

MÉTODOS PARA EVALUAR DESINFECTANTES Y ANTISÉPTICOS: • Calculo de la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI), es la concentración de un compuesto más baja capaz de inhibir el crecimiento de una población microbiana determinada. Consiste en colocar una serie de tubos con un medio nutritivo (normalmente Mueller-Hinton) y se deposita una densidad celular fija en cada tubo, ahora se añaden distintas concentraciones del compuesto a probar de forma creciente o decreciente, después se incuba a 37º C durante un día y la CMI es la concentración más baja en la que no hay crecimiento. Para saber si es bactericida o bacteriostático se cogen todos los tubos de ensayo en los que no hay crecimiento y se colocan en una placa de Petri con el mismo medio, pero sin el compuesto. Si hay crecimiento es bacteriostático y si no lo hay es bactericida ya que provoca una inhibición irreversible del crecimiento. • Concentración Mínima Bactericida (CMB), es la concentración mínima de un compuesto que inhibe irreversiblemente el crecimiento de una población microbiana dada. La CMB es siempre mayor o igual que la CMI. Estas concentraciones son para un microorganismo en un medio de cultivo determinado y en unas condiciones concretas

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Ensayos de inhibición en placa, antibiograma en placa o Test de Kirby-Bauer: en una placa de petri con medio Mueller-Hinton se siembra en césped con escobillón y se depositan muestras situadas en discos de los productos que se quieren medir, ahora se incuban las placas a 37º C y se producen dos efectos antagónicos, los microorganismos tienden a crecer y el compuesto difunde, si el microorganismo es sensible al agente se inhibe el crecimiento y se formará un halo de

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inhibición alrededor del disco que tiene una concentración determinada de compuesto y el microorganismo no crece, si el compuesto no afecta al microorganismo este crecerá también alrededor del disco. Tiene un mayor interés con antibióticos. Con uno de los compuestos que inhibió el crecimiento se vuelve a hacer la prueba colocando distintas concentraciones del mismo, de este modo se obtiene la relación lineal existente entre el diámetro en milímetros del halo de inhibición y el logaritmo de la concentración del agente antimicrobiano. Este método es importante para ensayar nuevos antibióticos. Índice del fenol, es un control de referencia para nuevas sustancias, solo vale para microorganismos sensibles al fenol, muchas Gram + y Enterobacterias son sensibles al fenol (excepto el género Pseudomonas que lo puede degradar), también hay que tener en cuenta que solo se puede aplicar con compuestos con el mismo modo de acción que el fenol, es decir, que actúen sobre la membrana. Anta una sustancia nueva se quiere saber si es más efectiva o no que el fenol, entonces se mide la CMI para el nuevo compuesto y el fenol incubando a 37º C durante 10 minutos. El índice del fenol es el inverso de la CMI del compuesto a probar partido por el inverso de la CMI del fenol.

If =

1 / CMIx = 1 / CMIfenol

<1 Peor que el fenol

If =

>1 Mejor que el fenol

CMIfenol CMIx

El índice del fenol frente a Staphylococcus aureus del etanol y el isopropanol es de 0,035 y 0,060 respectivamente. Si la CMI para el fenol es 10-2. Calcule la CMI para los dos desinfectantes. ¿Cuál de ellos es más eficaz? 0,035 = 10-2/CMIet 0,060 = 10-2/CMIis

CMIet = 10-2/0,035 = 0,286 CMIis = 10-2/0,060 = 0,167

AGENTES QUIMIOTERÁPICOS SINTÉTICOS A la hora de estudiar un grupo antimicrobiano hay que fijarse en una serie de aspectos: 1. Origen. 2. Estructura. 3. Espectro Antimicrobiano. 4. Interés Clínico. 5. Mecanismo de Acción. Cuando las defensas naturales de un organismo no controlan una infección por patógenos se necesita recurrir a los quimioterápicos que son compuestos con actividad antimicrobiana empleados para tratar enfermedades infecciosas causadas por bacterias, hongos, algas, protozoos y virus. Los quimioterápicos actúan matando a los patógenos o inhibiendo su crecimiento. Tradicionalmente existía una distinción entre los quimioterápicos naturales que se denominan antibióticos y están producidos por microorganismos y los sintéticos que serían de síntesis en el laboratorio. Tipos de quimioterápicos: • Bacteriostáticos: inhiben su crecimiento sin llegar a matarlos, por la CMI, las células totales son prácticamente idénticas (no mata), suelen actuar a nivel de la síntesis de proteínas uniéndose de forma lábil a las proteínas o

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en rutas metabólicas que el patógeno es capaz de restablecer. En una curva de crecimiento en la que se representa el número de células viables y totales en función del tiempo, cuando se aplica el compuesto ambas líneas son casi coincidentes manteniéndose un nivel constante de células. Bactericidas: compuestos capaces de matar al patógeno, pero no lo lisan, el recuento de microorganismos totales es estable, pero se observa una caída en el número de viables. Actúan sobre la síntesis de proteínas y otras dianas. A veces son bacteriostáticos con una dosis mayor o con una ruta de inoculación más eficaz. Bacteriolíticos: compuestos que matan y lisan las célelas, al añadir el compuesto el número de células viables y el número de células totales caen en paralelo, actúan a nivel de la membrana o de la pared.

En las tres gráficas en gris aparece el recuento de viables y en negro el número de células totales, además con estas gráficas se puede observar que todos los bacteriolíticos son bactericidas, pero no todos los bactericidas son bacteriolíticos. Antes de la cultura egipcia se usaban plantas y hongos para tratar dolencias. 2500 años antes de Cristo en la cultura china se usaba cuajo de soja para tratar dolencias cutáneas como el carbunco. El médico griego Hipócrates usaba mirra, vino y extractos de plantas para tratar dolencias y trastornos. Los indios de Perú usaban la corteza de ciertos árboles, que contenían quinina (uno de los compuestos más eficaces para el tratamiento de la malaria), para tratar la malaria. Paul Ehrlich (discípulo de Koch) estableció los criterios de toxicidad selectiva (un quimioterápico debe ser muy dañino para el microorganismo e inocuo para el huésped) cuando diseñó las balas mágicas, él usaba colorantes para teñir y observó que algunos colorantes teñían al microorganismo, pero no al huésped; así que pensó que no reconocían al huésped porque no presentaba las dianas celulares necesarias y razonó que pasaría si el colorante fuese tóxico, entonces se dañarían las células microbianas y el huésped quedaría intacto, de sus razonamientos se puede ver que la propiedad esencial de un quimioterápico es su selectividad en la acción y no su potencia, con todas estas ideas diseñó el salvarsan 505 para tratar la sífilis. Pero sus ideas cayeron en el olvido porque el compuesto era inactivo en cultivo y sus críticos dijeron que el compuesto potenciaba la capacidad defensiva del huésped ya que pensaban que las enfermedades eran por deterioros del cuerpo, en realidad lo que ocurre es que el quimioterápico solo es activo después de metabolizarlo. Domagk en 1930 estaba trabajando para una empresa farmacéutica (Bayern) y realizó un escaneo de nuevas sustancias químicas y encontró el Prontosil que era eficaz contra patologías causadas por Streptococcus y era muy eficaz “in vivo”, pero no “in vitro”. Otros científicos vieron que se metabolizaba en el organismo para convertirse en sulfanilamida que se eliminaba por la orina, dando pie a la segunda edad de oro de la microbiología con el desarrollo de la quimioterápia. En 1930 Mirsk desarrolló la atebrina contra la malaria. Fleming desarrolló la lisozima que rompe los enlaces del petidoglicano y la penicilina que inhibe su formación permitiendo controlar así las enfermedades infecciosas. Cuando se descubre un nuevo antimicrobiano hay que hacer un análisis previo antes de su comercialización para uso clínico: 1. Identificación del patógeno contra el que se quiere actuar, caracterización bioquímica, antigénica, resistencias… siempre que sea posible. 2. Medir potencia y sensibilidad del quimioterápico para saber la concentración necesaria, ruta de inoculación, efectos secundarios, para ello hay que hacer pruebas “in vitro” (CMI, antibiograma), para organismos anaerobios y los microorganismos de crecimiento lento hay que hacer pruebas específicas como el E-test que consiste en tener simultáneamente en tiras de dilución progresiva con diferentes antibióticos y enfrentarlos con microorganismos distintos, hay que hacer pruebas “in vivo” comprobando el comportamiento del agente (toxicidad, persistencia, eliminación del organismo…), aquel compuesto que tenga la CMI más baja no tiene porque ser el mejor ya que se desconoce el comportamiento “in vivo”. Todo quimioterápico debe ser activo “in vivo” a concentraciones mayores que la CMI del microorganismo. 3. Cinética de inhibición del crecimiento y efecto lítico, se pretende saber si es bacteriostático o bactericida por medio de las curvas de dosisSulfamida respuesta, se mide turbidimetricamente el efecto del compuesto sobre Cloranfenicol Estreptomicina la población en crecimiento, algunos mantienen la inhibición desde el Penicilina principio (Cloranfenicol), hay otras que al cabo de cierto tiempo Turbidez reanudan el crecimiento (sulfamidas). Un bacteriostático muy estable termina convirtiéndose en bactericida. El efecto letal es evidente si el compuesto tiene un efecto lítico o destructor de las células. Si un bactericida no es bacteriolítico hay que recurrir a ensayos de viabilidad Sulfamida Cloranfenicol

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Estreptomicina y Penicilina Viabilidad

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celular como con la estreptomicina. Se podría hacer también por dilución de colorantes que las bacterias pueden reducirlo sólo mientras están vivas. Se puede calcular a través de las curvas de dosis-respuesta por turbidez y recuento de viables. Un compuesto puede ser bacterióstatico o bactericida según la dosis o la vía de inoculación. Si se inactivase en el tracto digestivo se podría inyectar por vía parenteral. Hay otros agentes que tienen una mala absorción parenteral como la estreptomicina. Los antifúngicos se inactivan en el estómago, es mejor administrarlo vía parenteral. Espectro de actividad, algunos compuestos tienen el espectro muy reducido siendo eficaces frente a muy pocas especies microbianas o incluso específicos para un sólo microorganismo, como las penicilinas clásicas que afectan sólo a algunos Gram +, los de amplio espectro afectan a gran variedad de microorganismos, tanto Gram + como Gram -, lo mejor es si se conoce el patógeno usar un antimicrobiano de espectro reducido, pero si se desconoce el patógeno causante se usan los de amplio espectro, pero tienen dos inconvenientes: favorece la superinfección (colonización por patógenos oportunistas ya que destruye la microbiota intestinal) y genera resistencias (causando que cepas de un patógeno sensibles se vuelvan resistentes y que cepas de la microbiota propia adquieran resistencias). Factores del propio huésped que condicionan la eficacia y toxicidad de los compuestos, es mejor tener el historial del paciente previniendo administraciones incorrectas, como en estados de embarazo, lactancia, deficiencias congénitas, edad, estrés, toma de antidepresivos, cirugía, antecedentes familiares, hipertensión arterial…

CRITERIOS DE VALORACIÓN DE LOS QUIMIOTERÁPICOS 1. Toxicidad selectiva, lo importante no es que sea muy potente, sino que sea muy selectivo, es la capacidad del compuesto para ser lesivo o dañino frente al patógeno e inocuo para las células del huésped y por tanto en su acción discrimina entre ambos, si los compuestos causan molestias y daños en el huésped, se le llama efectos colaterales. • Dosis tóxica: refleja la concentración de compuesto que causa daños o efectos tóxicos no tolerables por el huésped. • Dosis terapéutica: refleja la concentración de compuesto necesaria para tratar eficazmente una patología. • Índice terapéutico: cociente entre dosis tóxica Dosis tóxica Índice terapéutico = y dosis terapéutica, cuanto mayor sea el Dosis terapéutica cociente, más selectivo y mejor es el quimioterápico. 2. Hipersensibilidad: es la respuesta exagerada del sistema inmune frente a sustancias contra las que se ha sensibilizado. No debe causar alergia en un alto porcentaje de los pacientes tratados. La penicilina es de las sustancias más inocuas que existen y sin embargo produce los cuatro tipos de reacciones de hipersensibilidad conocidos. 3. Solubilidad y difusión del quimioterápico: debe ser soluble en los fluidos corporales, llegar rápidamente a tejidos y órganos infectados hasta su diana celular, mantenerse activo el tiempo necesario para ejercer su efecto y una velocidad de degradación y de secreción lenta. 4. Clínicamente estable: una vez obtenido debe poder conservarse a temperatura de refrigeración un tiempo prolongado. 5. Resistencia: deben ser siempre activos evitando que los microorganismos desarrollen resistencia frente a ellos, los patógenos más importantes en clínica se vuelven resistentes a los quimioterápicos. 6. Rentabilidad económica: fáciles de obtener, baratos y de amplia aplicación. MECANISMOS DE ACCIÓN BACTERICIDA Tiene que causar lesiones irreversibles en estructuras o elementos esenciales del patógeno, se deben determinar primero el modo de acción, índice terapéutico y la potencia, las estructuras principales son: 1. Cubiertas externas: pared celular (alta toxicidad selectiva por que es exclusiva bacteriana) y membrana plasmática. Producen lisis total o parcial de la células, los más activos son los que bloquean la síntesis de la pared (penicilinas, cefalosporinas, vancomicina…). 2. Replicación y transcripción del DNA: son menos útiles para discriminar entre patógenos y huésped, ya que en esencia ambos mecanismos son iguales. 3. Maquinaria de síntesis de proteínas, fundamentalmente ribosomas: los quimioterápicos distinguen entre el ribosoma 70S bacteriano y el 80S eucariótico a distintos niveles como en la

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Agentes Antimicrobianos translocación, tienden a ser bacteriostáticos y no bactericidas ya que la maquinaria dañada se puede regenerar con la información genética y el patógeno compensa la inhibición en ciertas proteínas con otras que le permita recuperar la funcionalidad en el ribosoma. Estreptomicina y Cloranfenicol actúan sobre el ribosoma 70S y la cicloheximida sobre el 80S. Resistencia fenotípica inducida: cuando se mide la curva de muerte exponencial frente a un compuesto se puede observar que la población microbiana nunca llega a cero, esto es porque hay una fracción de microorganismos que sobreviven, a los cuales se les denomina microorganismos persistentes. Es fenotípica por que no es por mutación genética, y por tanto, no se hereda, esto se ve porque estas células se pueden cultivar y ante el mismo compuesto se observa la misma cinética de muerte. Es inducida porque sólo aparece cuando el compuesto ejerce la presión y es resistencia porque ante un bactericida (ya que hay muerte celular) estas células no mueren. Se contemplan dos posibles explicaciones: 1. Errores en el mecanismo de división celular. 2. Inhibición de las rutas necesarias para la respuesta bactericida al compuesto. En el interior del organismo la frecuencia de este fenómeno es mucho mayor que en el tubo de ensayo ya que se presentan condiciones que favorecen la resistencia, esto explica el porqué de las enfermedades crónicas o que requieren tratamientos muy prolongados. COOPERACIÓN ENTRE QUIMIOTERÁPICOS • Antagonismo: ocurre cuando la aplicación de un compuesto reduce o inhibe la del otro compuesto, los bactericidas tienen que competir con los bacteriostáticos con el mismo modo de acción ya que tienen la misma diana celular. De este modo los bacteriostáticos antagonizan a los bactericidas. Cloranfenicol + Estreptomicina: se bloquea la acción bactericida de la Estreptomicina ya que el Cloranfenicol se anticipa en la unión al ribosoma. • Sinergismo: ocurre cuando al aplicar un compuesto se potencia la acción del otro agente, de modo que actúan mejor juntos que lo que se espera por la adición de ambos por separado. Penicilinas + Aminoglucósidos: se bloquea la síntesis de la pared celular y el aminoglucósido tiene más fácil su entrada al ribosoma actuando con mayor potencia, debe hacerse en este orden y no al revés ya que entonces no serviría para nada. Por esto en muchas patologías se recurre a la terapia combinada. SULFAMIDAS O SULFONAMIDAS Los primeros quimioterápicos que se sintetizaron, sirven de modelo para comprender el mecanismo de acción de los quimioterápicos y PABA SULFANILAMIDA el fenómeno de competencia de fármacos y drogas con metabolitos NH2 NH2 celulares. Se observó que la sulfanilamida era un análogo estructural del ácido paraaminobenzoico (PABA), que es precursor del ácido fólico, necesario para la síntesis de bases nitrogenadas y aminoácidos. Así que la SO2NH2 COOH sulfanilamida es un inhibidor competitivo del ácido paraaminobenzoico. Son bacteriostáticos con elevada toxicidad selectiva, activos frente a Gram +, Gram -, Clamidias y algunos Actinomicetos. La base de su toxicidad selectiva viene porque los microorganismos necesitan sintetizar los precursores del ácido fólico para lo que tienen enzimas específicas, en concreto inhibe la acción de la dihidrofolato reductasa, pero como los humanos toman el ácido fólico en la dieta ha desaparecido esta enzima. Además, las sulfamidas son hidrosolubles y se absorben bien en el tracto digestivo alcanzando los órganos diana rápidamente incluyendo sistema nervioso y líquido cefalorraquídeo, el hígado los procesa lentamente por acetilación generando productos inactivos que se eliminan por la orina. En la actualidad su uso está reducido porque han aparecido muchos resistentes, hay un 5-10% de alergias y muchos pacientes sufren efectos secundarios como fiebre, dolor de cabeza, nauseas y estados de depresión y ansiedad. Son bacteriostáticos y como son antimetabolitos se observa una cinética enzimática. Por eso la Ks mayoría de las sulfamidas E+S ES E+P son bacteriostáticas ya que + [ES] [ES] si sube la concentración de I Ks = = Ks [S] Ks [S] Ki sustrato se minimiza el [ES] [E][S] [E] = efecto del inhibidor. Se ha [EI] [EI] [EI] Ki [I] EI Ki = observado un sinergismo = Ki [I] [E][I] [E] entre sulfamidas de modo

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Agentes Antimicrobianos que la sulfanilamida tiene acción sinérgica con el trimetropim que es un antimetabolito que inhibe el paso siguiente al que inhibe la sulfanilamida (inhibe la tetrahidrofolato reductasa), se absorbe bien vía intestinal, ambos juntos se aplican contra Gram + y Gram -, no funcionan contra Pseudomonas, pero si frente a algunos patógenos anaerobios del tracto digestivo como Bacteroides fragilis. El trimetropim también afecta a humanos ya que es el análogo del ácido fólico, pero se utiliza porque presenta mayor afinidad por la enzima bacteriana que por la humana, además la acumulación de sustrato es muy baja ya que está presente el primer inhibidor y por tanto el efecto total del trimetropim es mucho mayor. Cuando se encontró la sulfanilamida se promovió el buscar modificaciones de la misma molécula base, todas tienen el mismo espectro antimicrobiano, la misma diana y el mismo modo de acción, en la actualidad solo se conservan unos pocos como el sulfoxazol, la sulfadiacina… Todas las sulfamidas se aplican con trimetropim y tienen bastante éxito en enfermedades genitourinarias. Todas actúan como antimetabolito, al saber esto se buscaron otras rutas metabólicas susceptibles de inhibición, encontrando metabolitos esenciales y sus correspondientes antimetabolitos que inhiben la ruta, así se obtuvieron los análogos de bases, de vitaminas del complejo B12, del ácido nicotínico, ácido pantotenico, tiamina… La mayoría de los antimetabolitos no han funcionado, pero hay excepciones: La fenilpantotenona es un compuesto antimalaria. La dapsona es un derivado sulfonado, es de las pocas moléculas que se han encontrado para tratar la lepra, pero se desconoce su mecanismo de acción. El ácido paraaminosalicilico (PAS) se usó como antituberculoso, pero es bacteriostático. El resto de sulfamidas no tiene ninguna aplicación clínica “in vivo” ya que: 1. Son de bajo peso molecular, hidrosolubles y se excretan rápidamente por la orina de modo que la concentración real en sangre es muy baja e inferior a la CMI. 2. Suelen ser fácilmente degradables y además su acción como antimetabolito es bacteriostática y temporal ya que en fase exponencial se va acumulando el sustrato hasta que el fármaco es neutralizado, también puede ocurrir que se reciba un aporte de sustratos inhibidos por otras rutas de modo que los microorganismos vuelven a crecer. 3. El microorganismo debe tener un requerimiento nutricional del metabolito (debe ser esencial),, la afinidad de la enzima por el antimetabolito debe ser igual o mayor que por el sustrato natural para que funcione. 4. La mayoría de los antimetabolitos tienen un índice terapéutico muy bajo o incluso nulo de forma que el huésped puede verse afectado en igual o mayor medida que los patógenos, un ejemplo de esto es el caso de la piritiamina que es un análogo de la tiamina. ISONIAZIDA La isoniazida se aisló en 1951 como antimetabolito del ácido paraaminobenzoico, ISONIAZIDA es una azida del ácido nicotínico, es análogo de la nicotinamida (NAD), ha resultado ser CO-NH-NH2 muy eficaz contra Mycobacterium tuberculosis por un mecanismo completamente diferente, tiene grandes ventajas con respecto a la estreptomicina siendo mucho más eficaz en el tratamiento, es bactericida a muy baja concentración (5picomoles/millón de células), SO2NH2 tiene una elevada toxicidad selectiva (índice terapéutico alto), es soluble y se administra por vía oral, es activo contra patógenos intracelulares y extracelulares, es muy barato, no presenta casos de alergia, además el nivel de resistencia es muy bajo porque se tiene que producir en varios pasos y como consecuencia disminuye la virulencia del microorganismo, se ha visto que algunas resistencias se confieren por ausencia de la catalasa y sólo actúa sobre microorganismos en crecimiento. Presenta un espectro reducido a micobacterias y nocardiformes de los géneros Nocardia y Rhodococcus, cuya característica principal es la presencia de ácidos micólicos responsables de la rigidez e impermeabilidad de su pared, la isoniazida actúa inhibiendo su síntesis, en concreto inhibe la micolato sintetasa en ciertas etapas dependientes de oxígeno, al estar incompleta su pared por no tener ácidos micólicos se vuelve frágil y estas bacterias así tratadas pierden su propiedad de ácido-alcohol resistencia., es tan estable que el tratamiento prolongado con concentraciones muy pequeñas produce la perdida completa de la pared en las micobacterias de modo que las H H R1 - C - C - COOH células se lisan, pero además tiene una segunda diana celular y es que al ser un OH R2 análogo estructural de la nicotinamida se comporta como antimetabolito ÁCIDOS MICÓLICOS quedando inhibidas las reacciones en las que interviene la vitamina B6 (derivada de la nicotinamida), pero este efecto se puede neutralizar con concentraciones altas de nicotinamida. El problema es que se están liberando al ambiente cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a este quimioterápico (Mt-MDR: Mycobacterium tuberculosis - MultiDrug Resistance), estas cepas suelen venir de pacientes inmunodeprimidos o de enfermos de sida, el problema es que al necesitar un tratamiento muy largo (1 año) y la medicación debe ser muy rigurosa para erradicar la enfermedad los pacientes interrumpen antes el tratamiento al observar mejoría, lo que provoca que

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Agentes Antimicrobianos permanezcan bacilos latentes que pueden emerger como cepas resistentes y crear patologías no tratables. En hospitales se aplica en cóctel con estreptomicina y etanbutol. QUINOLONAS Son los principales quimioterápicos sintéticos, presentan un anillo 4O quinolona como estructura básica, hay muchos compuestos que presentan modificaciones en el anillo, el primero que se aisló fue el ácido nalidíxico en 1962 que funcionaba muy bien en el tratamiento de infecciones genitourinarias, N pero aparecieron muchos patógenos resistentes y se dejaron de utilizar. En los años 90 se desarrollaron las Fluoroquinolonas, que incorporan un átomo de flúor ANILLO 4-QUINOLONA en el carbono 6 como la ciprofloxacina y la nurfloxacina (el sufijo -floxacina significa quinolona), se emplean mucho porque son muy eficaces en el tratamiento de patologías del tracto digestivo, respiratorio, genitourinario y auditivo, son de amplio espectro actuando sobre Gram -, incluyendo a Pseudomonas aeruginosa hospitalarias multirresistentes e incluso contra muchos Gram + como los enterococos, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus, también actúa contra Neisseria, Streptococcus pyogene y estafilococos de vías altas. También se utiliza frente a Mycobacterium tuberculosis en cóctel con otros fármacos, también se utiliza frente a patógenos oportunistas de vías altas como Haemophilus y contra patógenos de transmisión sexual como Treponema pallidum que causa sífilis, además se utiliza para tratar la osteomielitis (inflamación ósea) y funciona bien frente a las clamidias y enfermedades de la piel, pero son poco eficaces frente a patógenos anaerobios. Son muy selectivas con índice terapéutico alto, solo se han encontrado molestias gástricas, insomnio, alteraciones nerviosas, pérdida de apetito, debilidad o dolor de cabeza en tratamientos prolongados. Actúan a nivel del DNA inhibiendo la subunidad A de la DNA-girasa bacteriana (topoisomerasa II) esta enzima participa en la formación de los superenrollamientos negativos del DNA, no pudiéndose replicar el DNA y quedándose bloqueado todo el proceso; se ha descrito que provoca roturas en la propia molécula de DNA, tienen un gran éxito porque se absorben bien vía gastrointestinal y subcutánea, son bactericidas y por el momento no hay problemas de resistencia, ya que la resistencia es cromosómica, apareciendo por acumulación de mutaciones sucesivas. El problema es que se están usando demasiado y pueden generar resistencias y, aunque aún no son importantes, han aumentado mucho por mutaciones en el gen que codifica la subunidad A de la DNA-girasa o por mutaciones en las porinas (proteínas de Gram -), de forma que la membrana externa se vuelve impermeable al quimioterápico, este hecho está documentado en Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. NOVOBIOCINA Quimioterápico inhibidor de la subunidad B de la DNA-girasa, se utiliza menos que las quinolonas porque tiende a generar resistencias. Se utiliza para el tratamiento de patologías producidas por microorganismos resistentes a β-lactámicos, pero ahora hay inhibidores específicos de β-lactámicos menos tóxicos. Este antibiótico ha servido para seleccionar mutantes en la subunidad B de la DNA-girasa con el fin de conocer el mecanismo de replicación del DNA. MITOMICINA Inhibidor del DNA que actúa sobre células en crecimiento activo provocando la parada de la mitosis, apareciendo células bacterianas filamentosas. Su acción se debe a la inhibición de la fase S (fase de síntesis de DNA), actúando como un inductor de apoptosis, “in vivo” actúa convirtiendose en un derivado alquilante capaz de formar reacciones cruzadas con el DNA impidiendo el avance de la horquilla de replicación, no se utiliza en clínica porque no diferencia entre los microorganismos y el huésped, en los últimos se está ensayando, ya que se ha demostrado que provoca la detención de ciertos ácidos nucleicos virales y se está utilizando como antitumoral ya que son células en crecimiento muy rápido. NITROFURANOS Sustancias de acción directa sobre infecciones del tracto genitourinario, actúan a nivel localizado. Incorporan un anillo derivado del furano con un grupo nitro muy reactivo. Son bacteriostáticos, en ocasiones pueden ser bactericidas. Actúan frente a Gram +, Gram -, algunos hongos y protozoos. Se desconoce su modo de acción, pero tiene que ver con la inhibición selectiva de enzimas inducibles por los patógenos. El grupo nitro y los radicales libres que se generan son capaces de discriminar entre los distintos mRNA del patógeno inhibiendo su transcripción, también está descrito que produce roturas en el DNA. Se utilizaban en el tratamiento tópico de infecciones cutáneas, oculares y vaginales, no se utilizan dentro del cuerpo, ya que nunca llegan a acumularse a una concentración lo suficientemente alta (sólo se acumula en orina). Su mala eliminación hace que se detecten en animales de consumo.

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Agentes Antimicrobianos

METENAMINA Se obtiene por condensación del formaldehido y amoniaco, tiene una reacción mas desinfectante que quimioterápica. Al ingerirse se hidroliza y se excreta como formaldehido libre. Actúa frente a las cepas de Proteus productoras de ureasa, que es una bacteria díficil de tratar ya que al descomponer la urea alcaliniza el medio formándose una pelicula de protección a su alrededor. METRONIDAZOL Alcohol derivado del 5-imidazol con un grupo nitro muy reactivo, es HC - N bactericida en bajas dosis, se utiliza para tratar enfermedades causadas por C – CH3 anaerobios excepto bacilos Gram + no endosporulados y algunos protozoos, no N2O - C - N funciona contra aerobios, ni contra anaerobios facultativos. La reducción CH2OH intracelular de su grupo nitro es muy importante y da lugar a radicales libres de corta vida y muy tóxicos que producen la peroxidación de lípidos de membrana y METRONIDAZOL daños directos sobre el DNA, se absorbe bien por vía oral e intravenosa y difunde bien por todo el cuerpo alcanzando todos los tejidos y organos donde haya infección sistémica, una vez ejercido su efecto se elimina bien.

ANTIBIÓTICOS Los antibióticos son sustancias antimicrobianas de origen microbiano, pero en la actualidad esto no es cierto ya que casi todos, ya sea antibiótico o quimioterápico, son de origen sintético o semisintético. Antibiosis es el inveerso de simbiosis, por tanto un antibiótico es cualquier sustancia con acción bactericida excluyendo los desinfectantes. En la actualidad los antibióticos se definen como compuestos químicos producidos por microorganismos o de síntesis en el laboratorio que a pequeñas concentraciones inhiben el crecimiento o matan a los microorganismos. Flemming fue un médico escocés que se introdujo en la bacteriología y encontró la lisozima en la mucosidad nasal y observó que inhibía el crecimiento microbiano. También descubrió la penicilina cuando se le contaminó una placa con Penicillium notatum, ésta penicilina era muy inestable y díficil de aislar conteniendo muchas impurezas; en la segunda guerra mundial, los químicos Chain y Florey purificaron la penicilina y consiguieron un compuesto más estable que aplicaron a las heridas y cuando acabó la segunda guerra mundial empezaron a producirla en Estados Unidos industrialmente. Con el éxito de la penicilina se empezó la busqueda de nuevos antibióticos y Waksman encontró la Estreptomicina producida por Streptomyces y fue el primer antibiótico contra Gram + y Gram -, desde entonces se desarrollaron muchos antibióticos y hoy alcanzan unos 5000 disponibles, aunque menos del 1% son útiles en quimioterapia. Los mejores antibióticos son los antibacterianos, los antifungicos son menos eficaces ya que hongos y humanos comparten la misma estructura básica. No hay buenos compuestos antivirales que inhiban la replicación de los virus.

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Agentes Antimicrobianos Los microorganismos productores de antibióticos son de amplia distribución, se encuentran en el agua, el suelo y ecosistemas restringidos, alrededor del 50% de los antibióticos están producidos por actinomicetos de los géneros Nocardia, Micromonospora y Streptomyces, también especies del género Bacillus como Bacillus subtilis que produce antibióticos peptídicos como la subtilisina, también hay hongos productores de antibióticos como Penicillium y Cephalosporium que producen β-lactámicos. El suelo es un es un medio pobre en nutrientes sujeto a variaciones ambientales extremas, por tanto la producción de antibióticos les confiere a los organismos productores una ventaja ecológica ya que eliminan bacterias no productoras y tienen, por tanto, un mejor acceso a los nutrientes. Los genes productores de antibióticos no son esenciales situándose la mayoría de ellos en plásmidos, al lado de éste locus se suele situar el de resistencia al antibiótico y así se diseminan con gran facilidad. Los microorganismos productores de antibióticos están modificados genéticamente para se superproductores de antibióticos. En general los antibióticos se clasifican atendiendo a su estructura y modo de acción: Susceptibilidad de los patógenos, distintos microorganismos tienen distinta sensibilidad a los antibióticos, en general los Gram + son más sensibles que los Gram – y los cultivos exponenciales son más sensibles que los estacionarios. 2. Se utilizan más los antibióticos de amplio espectro pero generan resistencias y dañan la microbiota propia favoreciendo las infecciones por patógenos oportunistas. Se buscan antibióticos de espectro reducido, útiles para controlar infecciones por microorganismos pelidgrosos, incluso compuestos diseñados frente a un único patógeno. 3. Los antibióticos se pueden clasificar por su estructura química, siendo la mayoría de ellos grandes con regiones hidrofóbicas para atravesar las membranas, además suelen llevar anillos y elementos reactivos para facilitar la interacción y unión con sus dianas celulares. 4. Las dianas principales de los antibióticos son las mismas que las de los quimioterápicos: pared celular, membrana plasmática, rutas específicas, síntesis de proteínas y moléculas esenciales, replicación y transcripción del DNA; pero no hay casi ninguno que sea antimetabolito. 5. Es frecuente que tengan un sitio primario de unión y una diana secundaria responsable del daño a los patógenos. 1.

PROPIEDADES IDEALES DE UN ANTIBIÓTICO Aunque son heterogéneos en propiedades físicas, modo de acción, propiedades farmacocinéticas y espectro de acción hay un patrón para un antibiótico ideal al igual que en un quimioterápico: 1. Índice terapéutico alto, lo que implica una alta toxicidad selectiva. 2. Mejor bactericida que bacteriostático. 3. CMB mayor o igual que CMI “in vivo”, esto es muy importante en inmunodeprimidos. 4. Alcance rápidamente la capacidad bactericida. 5. Estable. 6. Alcance su diana celular rápido y no se excrete con excesiva velocidad. 7. Buena absorción gástrica soportando la acción de enzimas líticas. 8. Amplio espectro en patógenos comunes sin provocar resistencia genotípica ni fenotípica inducida. 9. Respete sin alterar la flora microbiana de los pacientes, ya que ésta mantiene a raya a los patógenos oportunistas y aportan vitaminas y/o nutrientes esenciales y no produzca efectos secundarios. 10. Bajo precio. 11. Elevada potencia, siendo eficaz a bajas concentraciones. 12. Activo en presencia de materia orgánica, sangre o exudados orgánicos. OTRAS APLICACIONES DE LOS ANTIBIÓTICOS 1. Aplicaciones en medicina: a. Efecto antitumoral: Mitomicina y Actinomicina D inhiben la mitosis al inhibir la replicación del DNA. b. Coadyuvantes de la respuesta inmunitaria: Tetraciclinas se unen a tejidos necróticos y masas tumorales, usándose además como pruebas o test de diagnóstico (marcadores en caso de infarto, angina de pecho o lesiones pulmonares). Además de actuar como antiinflamatorios. c. Inmunosupresor: Ciclosporina A aislada de un hongo en una búsqueda de nuevos antibióticos, es el mejor inmunosupresor evitando el rechazo inmunológico a los transplantes al inhibir la activación de los linfocitos T.

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Agentes Antimicrobianos 2.

3.

4.

Procesos específico del metabolismo celular: a. El Metronidazol se utiliza para tratar casos de de adicción al alcohol ya que interfiere con el metabolismo del etanol en el hígado. b. Las Tetraciclinas y el Cloranfenicol pueden secuestrar colesterol y por tanto disminuir los depósitos de colesterol en los vasos. c. Los aminoglucósidos como la Estreptomicina se emplean para impedir la degradación de prótesis e injertos en el sistema vascular ya que interfieren en el metabolismo del calcio evitando que marcapasos, catéteres y sondas se calcifiquen y se obstruyan. Suplemento dietético en animales para engorde ya que la adición de bajas cantidades de antibiótico estimulan el crecimiento y disminuyen la incidencia de infecciones leves. La penicilina disminuye la flora intestinal y la irritación del epitelio gástrico, ésta técnica es uno de los mecanismos transmisión de resistencia ya que las bacterias se vuelven resistentes y se diseminan ya que el ganado doméstico comparte la flora intestinal con el hombre, el cual se vuelve insensible a la acción de los antibióticos. Se estima que la utilización de antibióticos en ganadería es la causa principal del incremento de la resistencia ya que la velocidad de diseminación es muy rápida porque la transferencia es por plásmido y presentan una prevalencia muy alta eliminando a la flora natural debido a que si se retira la presión selectiva del antibiótico la flora resistente se mantiene largos periodos de tiempo. Esta prohibida la administración de antibióticos en el pienso para engorde de ganado en la Unión Europea, pero no en los Estados Unidos. Herbicidas en tratamientos profilácticos de cultivo, en vez de tratar enfermedades hortofrutícolas se recurre a darle un tratamiento antibiótico con el herbicida para las royas por ejemplo. Se dice que algunas intoxicaciones alimentarias proceden de la presencia de antibióticos en alimentos de consumo. La incidencia de antibióticos en plantas es mucho menor que en animales.

PAPEL ECOLÓGICO DE LOS ANTIBIÓTICOS La producción de antibióticos le confiere una ventaja ecológica a las bacterias del suelo. Los antibióticos son metabolitos secundarios, por tanto no son esenciales; estos metabolitos secundarios se producen cuando el metabolismo celular cambia y las células pasan de fase exponencial a estacionaria. El metabolismo primario es el que necesitan las células para crecer y dividirse y es similar en todos los seres vivos, el metabolismo secundario no es necesario para mantener un crecimiento sostenido, es distinto en cada tipo microbiano o incluso puede estar ausente, algunos de los productos de mayor utilidad para el hombre son metabolitos secundarios como el etanol, ácido cítrico, los carotenos, antibióticos y las vitaminas. • Se caracterizan porque no son esenciales para el crecimiento y división celular, solo se sintetizan cuando no está presente el metabolismo primario y están restringidos a una fracción minoritaria de microorganismos. • Se sintetizan dependiendo de las condiciones del medio de cultivo (nutritivas, fuente de Carbono, temperatura, aireación…) el metabolismo secundario normalmente está sujeto a represión catabólica por fuente de Carbono y/o Nitrógeno directamente asimilable. • El metabolismo secundario no tiene especificidad biosintética siendo más flexible, lo que quiere decir que los microorganismos no sintetizan un antibiótico único sino que es una mezcla de compuestos muy relacionados. Streptomyces produce 32 tipos de antraciclinas y Bacillus polymixa produce 6 ó 7 polimixinas distintas. • El metabolismo secundario es susceptible de manipulación por ingeniería genética obteniéndose industrialmente producciones masivas de estos compuestos, en cambio el metabolismo primario no es susceptible de manipulación genética. • Mutaciones que bloquean las primeras etapas de la endosporulación inhiben la síntesis de antibióticos; ésta relación no está clara, se cree que en algunos casos inducen la endosporulación y otros son productos de degradación de las estructuras celulares que conforman la espora. Se cree que la cubierta de la endospora se utilizaría para hacer antibióticos ya que contiene Daminoácidos y azucares raros al igual que la estructura de muchos antibióticos. La Bacitracina es un antibiótico peptídico que procede de una proteína vegetativa que se forma durante la endosporulación y la Gramicidina, aunque no tiene aplicación en clínica, está considerada como una reliquia evolutiva, ya que es un antibiótico peptídico cíclico que se sintetiza en el citosol a partir de aminoácidos en un proceso independiente de los ribosomas. Como los antibióticos pertenecen al metabolismo secundario (cuando las células no crecen) no tiene sentido que sean una ventaja ecológica. En el suelo la fracción de microorganismos productores de

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Agentes Antimicrobianos antibióticos es muy pequeña, entonces si es una ventaja ecológica todos los microorganismos deberían poseerla. Sin embargo, los microorganismos productores de antibióticos no aumentan su crecimiento en poblaciones mixtas. Además, si los metabolitos secundarios fueran ventajosos todos deberían tener una función antibiótica, pero sin embargo la mayoría de antibióticos no tienen función alguna.

ANTIBIÓTICOS QUE AFECTAN A LA PARED CELULAR β-LACTÁMICOS Todos los β-lactámicos tienen la misma estructura común y exactamente el mismo modo de acción inhibiendo la síntesis de la pared celular bacteriana, el anillo β-lactámico es esencial en estos antibióticos, pero no produce ningún efecto sobre la pared. Las β-lactamasas son enzimas que actúan rompiendo el enlace β-lactama (el enlace presente entre el grupo carbonilo y el Nitrógeno). PENICILINAS Primer antibiótico que se utilizó y se aplicó frente a Staphylococcus aureus, fue aislada por Flemming de un cultivo de Staphylococcus contaminado por el hongo Penicillium, es el antibiótico por excelencia, ya que es bactericida a bajas concentraciones en tiempos muy cortos ya que alcanza rápido su concentración bactericida. Interviene en un proceso específico bacteriano (transpeptidación del peptidoglicano) por lo que presenta una toxicidad selectiva muy alta, además

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R - NH - CH - CH O=C-NANILLO β-LACTÁMICO

Agentes Antimicrobianos alcanzan rápidamente su diana, son muy estables, permiten aplicar grandes dosis porque no tienen efectos secundarios excepto las alergias, son activas frente a Gram + y algo menos contra Gram -, también funcionan contra algunas bacterias anaerobias. En la naturaleza las penicilinas se generan por la condensación de tres aminoácidos L-Cisteína, L-Valina y el α-aminoadipico (como el Aspártico o el Glutámico, pero con 3 carbonos en la cadena lateral) dando lugar a un dipéptido ciclado que es la Isopenicilina N que se isomeriza a penicilina N que presenta dos anillos que se corresponden con dos grupos funcionales, el primero es el denominado anillo β-lactámico y el segundo es el anillo tiazolidínico. Lo importante de la molécula son los dos anillos formando el ácido 6-aminopenicilánico y por tanto las distintas penicilinas se van a diferenciar en la cadena lateral (R) que se le añada al grupo amino. Hay distintos tipos de penicilinas según su naturaleza, las hay naturales que son las más eficaces frente a microorganismos sensibles a penicilina y semisintéticas: • Penicilinas naturales: se pueden encontrar en el medio producidas por microorganismos: o Penicilina G o Bencilpenicilina: es la penicilina de Flemming, en ella se sustituye el aminoácido α-aminoadipico por un grupo bencilo, es muy activa frente a cocos Gram + que son patógenos comunes, como estreptococos piogenicos y orales (Streptococcus pyogene y Streptococcus pneumoniae) y Estafilococos, es eficaz frente a cocos Gram como Neisseria meningitidis y Neisseria gonorrheae, es activa frente a anaerobios excepto el género Bacteroides. Es fácil de obtener, es sensible al pH ácido del estómago por lo que se administra por vía parenteral, es muy sensible a las β-lactamasas porque el enlace β-lactama es muy lábil y fácilmente atacable. o Penicilina V o Fenoximetilpenicilina: presenta un grupo fenoximetilo, tiene casi el mismo espectro que la penicilina G, es más estable que la penicilina G al pH ácido, se absorbe bien en el intestino pudiendo suministrarse vía oral, pero es igualmente sensible al ataque de las β-lactamasas y presenta un nivel de alergias mayor. • Penicilinas semisintéticas o sintéticas: obtenidas mediante síntesis en el laboratorio, están diseñadas para que sean resistentes a las β-lactamasas sin que haya pérdida de actividad. o Aminopenicilinas: penicilinas a las que se les incorpora un grupo amino en la cadena lateral que aumenta la reactividad y facilita la absorción, mejora la potencia ya que tiene carga positiva interaccionando mejor con las bacterias que tienen carga negativa.  Ampicilinas: mejoran el espectro de acción a Gram - como Escherichia coli, Shigella, Salmonella, Klebsiella o Haemophilus. Son estables a pH ácido, difundiendo rápidamente a todos los órganos, pero son igual de sensibles a βlactamasas. El problema de las resistencias producido por el abuso se está solucionando haciendo modificaciones por esterificación como la amoxicilina que lleva un hidroxilo en posición “para-”, lo que produce que tenga menos efectos secundarios, se absorba mejor y alcance concentraciones mayores en plasma, lo que significa menor dosis. Son los antibióticos de prescripción obligada en enfermedades del tracto respiratorio, genitourinario y gástrico, también se puede utilizar en infecciones del sistema nervioso central (sobre todo las meningitis). o Penicilinas resistentes a β-lactamasas: en este grupo se pretende impedir el acceso de la β-lactamasa al enlace lactama, las más conocidas son:



o

Meticilina: Se incorporan dos grupos metoxilo grandes para impedir el ataque a la lactama. Es la más productiva, ha acabado con gran cantidad de estafilococos Gram + productores de β-lactamasas, pero es 10 veces menos activa que la penicilina G además de ser lábil al pH ácido por lo que se tienen que administrar vía parenteral. En hospitales se ha generado una población de microorganismos causantes de enfermedades nosocomiales producidas por Staphylococcus aureus resistentes a meticilina (SARM), todos ellos coagulasa - (microorganismos que no eran patógenos).  Oxacilina. Penicilinas específicas frente a Pseudomonas y otros Gram -: se pretendían conseguir derivados de la penicilina que sin perder eficacia frente a Gram + tuvieran mayor potencia frente a Gram - difíciles de tratar como Pseudomonas y Proteus obteniendo los derivados carboxi y ureido de las penicilinas:  Carboxipenicilinas: carbanicilina y piperacilina son eficaces frente a Pseudomonas, Escherichia coli, Klebsiella, Serratia y Proteus, que producen

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Agentes Antimicrobianos infecciones recalcitrantes. Son estables a pH ácido, pero el grupo carboxilo provoca que no se absorban bien en el intestino, presentan una eficacia elevada frente a Pseudomonas y una eficacia similar o un poco menor a la ampicilina en los estreptococos, funcionan bien frente a anaerobios y se intentan mejorar para que actúen frente a Gram - productores de β-lactamasas. Inconvenientes de las penicilinas:

1. Aunque son los antibióticos más inocuos con índice terapéutico más alto se ha descrito que

2. 3.

pueden producir trastornos gástricos, vómitos, hepatitis, alteraciones sanguíneas (agregación plaquetaria espontánea sin necesidad del factor de coagulación) y granulocitopenia, además de que un 5% de los pacientes tratados desarrollan alergias y la exposición repetida puede desembocar en un choque anafiláctico mortal, el problema consiste en que desarrollan inmunoglobulinas E y células T retardadas contra el núcleo del ácido 6-aminopenicilánico. El anillo cerrado es frente a lo que desarrolla hipersensibilidad la inmunoglobulina E, la hipersensibilidad retardada la provoca el anillo abierto que es más inmunogénico, cuyos síntomas son fiebre, asma, espasmos bronquíticos, inflamación de los vasos y disminución de los neutrófilos en sangre. El tiempo de actuación: por vía oral se alcanza un máximo entre una y dos horas después de la administración; por vía intravenosa el máximo se alcanza rápido pero su vida media es muy corta. Aunque la difusión en general es muy buena llegando a todos los órganos del cuerpo no llega a cerebro ni a órganos bloqueados por la barrera hematoencefálica como los ojos. Tampoco llega a la próstata.

El modo de acción de las penicilinas se basa en la gran similaridad estructural del anillo βlactamico con el dímero de D-alanina de modo que interviene en el enlace de transpeptidación del peptidoglicano intercalándose y suplantando al dímero, al colocarse en el lugar del dímero de D-alanina no se lleva a cabo la transpeptidación entre el cuarto aminoácido de un ácido N-acetilmurámico y el tercer aminoácido de otro volviéndose la pared celular lábil y la célula acaba lisándose, por ello funcionan en cultivos en crecimiento activo ya que sintetizan pared nueva y no sobre NAG - NAM - NAG - NAM - NAG cultivos estacionarios, para lo que se necesita el anillo β-lactamico intacto con el enlace β-lactama, cuando se degrada el anillo forma un compuesto L-ala L-ala inactivo ya que pierde toda la analogía que tenía con el dímero de Dalanina. D-glu D-glu El mecanismo de acción comprende varias etapas, primero la penicilina se adhiere y cruza la pared celular bacteriana para alcanzar el L-lys L-lys espacio periplásmico, allí se une a receptores específicos que se denominan (Gli)5 PBPs (Penicillin Binding Proteins) que tienen actividad transpeptidasa D-ala D-ala (realizan la transpeptidación) y glicotransferasa añadiendo bloques de Nacetilglucosamina y N-acetilmurámico (NAG-NAM) al peptidoglicano en D-ala D-ala crecimiento; esta unión estimula la liberación de autolisinas que Gram + contribuyen a destruir la pared ya formada y las estructuras de superficie, Gram pero también estimulan la liberación de β-lactamasas, de hecho muchas L-lys meso-diaminopimélico PBPs son β-lactamasas. La unión penicilina-PBP es muy importante ya que las PBPs son proteínas de membrana que intervienen en la formación del peptidoglicano. La unión penicilina-PBP es covalente bloqueando la acción transpeptidasa de la PBP y por tanto no se forman los enlaces transversales, por lo que la pared se debilita y la célula se lisa. Las PBPs se consideran proteínas que derivan de serilproteasas. Hay varios tipos de PBPs que varían en actividad y afinidad por la penicilina, se numeran según su peso molecular. La PBP1 es muy importante para la morfología de la bacteria. La PBP2 es necesaria para evitar la lisis e interviene en el proceso de formación del peptidoglicano. Los β-lactamicos interaccionan con varias PBPs a la vez y de ahí viene el resultado. La formación del septo entre las células hijas también se ve afectada por la interacción β-lactamico-PBP. La unión covalente penicilina-PBP produce la liberación de autolisinas que provocan una lisis incontrolada de la pared, el problema es que la unión penicilina-PBP también promueve la liberación de β-lactamasas, de hecho muchas PBPs son β-lactamasas. Hay β-lactamasas periplásmicas y de membrana. CEFALOSPORINAS

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Agentes Antimicrobianos Producidas por Acromonium chorogenom, se descubrieron en Sicilia en 1945 (cuando este microorganismo se denominaba Cephalosporium acromonium) por un médico rural que observó en los conductos de aguas residuales crecía un hongo que producía un antibiótico difusible que producía una depuración automática de las aguas. Son antibióticos β-lactamicos, presentan la misma estructura básica y el mismo modo de acción. La ruta de síntesis es igual a la de las penicilinas hasta llegar a la penicilina N, la diferencia es que esta ruta sigue a través de una expandasa y el anillo tiazolidínico pasa de 5 átomos de Carbono a 6 formándose la D-acetil cefalosporina C sin actividad antibiótica, pero de ella derivan todas las demás. El núcleo de las cefalosporinas se denomina núcleo Cefem o ácido 7-aminocefalosporánico. Las cefalosporinas son más versátiles y tienen más aplicación que las penicilinas, son de amplio espectro actuando frente a Gram + y Gram - con niveles de resistencia e hipersensibilidad tolerables y son más resistentes a las β-lactamasas. Actualmente hay 4 generaciones distintas de cefalosporinas, la primera generación fue la Cefalotina eficaz frente a Gram +, las de segunda generación tenían una eficacia similar frente a Gram + y Gram -, las de tercera generación se diseñaron para actuar sobre los Gram - y tienen la ventaja de acceder al sistema nervioso y las de cuarta generación se han diseñado para tratar estafilococos y estreptococos resistentes a meticilina teniendo actividad similar frente a Gram - que las de tercera generación. CEFAMICINAS Cefalosporinas con grupos metoxilo incorporados en la parte superior del anillo β-lactamico, pero no tienen aplicación clínica. MONOBACTAMAS / MONOBACTÁMICOS Solo presentan el anillo β-lactamico y carecen de anillo tiazolidínico, su mecanismo de acción es idéntico, pero se inducen menos β-lactamasas. Son producidos por bacterias del género Nocardia. Los naturales tienen una acción antibiótica muy débil, pero algunos derivados sintéticos son muy buenos. El Aztreonam es ineficaz frente a Gram + y anaerobios, pero es muy activo frente a Gram - aerobios como Pseudomonas, Haemophilus, Neisseria gonorrheae y enterobacterias de origen clínico. Este espectro reducido es muy útil ya que al administrarse en el tracto faríngeo o gástrico mantiene la flora natural propia impidiendo la colonización por patógenos oportunistas. En la actualidad la acción del Aztreonam con las cefalosporinas tiene un efecto sinérgico para tratar infecciones mixtas generalizadas en las que hay varios patógenos clínicos simultáneamente. COMPUESTOS DERIVADOS POR SUSTITUCIÓN DEL ANILLO Se sustituye en el anillo tiazolidínico el átomo de azufre por el de otro elemento para ver si se mejora el espectro. • Moxalactam: incorpora un átomo de oxígeno en vez del átomo de azufre. Se aplicó durante un tiempo, pero se dejó de aplicar porque produce una toxicidad severa retardada ya que es difícil de eliminar por el organismo. • Compuestos carbapenémicos: más interesantes, el más utilizado el Imipenem, en el que el átomo de azufre es reemplazado por un átomo de carbono y el átomo de azufre pasa al carbono adyacente, con lo que se forman dos enlaces Carbono-Azufre haciendo a la molécula más rígida y más difícil de degradar. Es efectivo frente a cocos Gram + prevalentes como los enterococos que son patógenos emergentes debido a la comida congelada, como por ejemplo ha resultado ser muy eficaz frente a Bacteroides fragilis y Haemophilus resistentes a β-lactamicos. Este efecto resulta de su estructura, ya que presenta muchos sustituyentes reactivos de pequeño tamaño como grupos amino. Su CMB “in vivo” es muy similar a la “CMI”, por tanto son muy aconsejables de utilizar. Pero los efectos secundarios postratamiento son muy prolongados, pero se está trabajando en ello para obtener derivados más seguros. INHIBIDORES SUICIDAS DE β-LACTAMASAS Compuestos sin efecto antibiótico, pero que muestran una alta afinidad por las β-lactamasas y al unirse a ellas las inactiva irreversiblemente de manera que posibilitan la acción del antibiótico, ya que los inhibidores suicidas poseen un anillo β-lactamico que les permite unirse a la β-lactamasa, pero con baja actividad catalítica que da lugar a un intermedio acilado que se degrada lentamente, además atraviesan con facilidad las porinas de modo que se alcanzan concentraciones muy elevadas en el periplasma, así la combinación de un inhibidor suicida más un antibiótico β-lactamico produce una acción sinérgica fuertemente bactericida y el antibiótico no es degradado nunca por las β-lactamasas. Los más importantes son sustancias naturales como el ácido clavulánico, que está producido por cepas naturales de Streptomyces clavuligerus a partir de los aminoácidos ornitina y glicerato, y el Sulbactam (sulfona del anillo β-lactámico). Una combinación de Ácido Clavulánico o Sulbactam con amoxicilina produce que

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Agentes Antimicrobianos las β-lactamasas plasmídicas o cromosómicas tanto de Gram + como de Gram - queden bloqueadas; así que casi todas las patologías producidas por un organismo productor de β-lactamasas (tracto respiratorio, gástrico, genitourinario, epidérmico…) se tratan con este cóctel. No modifican las propiedades farmacocinéticas ni la potencia del antibiótico y no aumentan los efectos secundarios; además cruzan la placenta, se absorben bien por vía intestinal, pero no se detectan en la leche materna. No se conocen casos de resistencia excepto en algunas cepas de Legionella o Campylobacter. ANTIBIÓTICOS INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE LA PARED NO β-LACTÁMICOS VANCOMICINA Antibiótico de origen bacteriano producido por el género Nocardia, es un glicopéptido complejo donde tres aminoácidos aromáticos se condensan y se unen a una estructura disacarídica formando una estructura tricíclica. Actúa a dos niveles, bloquea la elongación de peptidoglicano en crecimiento acomplejando al dímero de D-alanina del pentapéptido, suplantándolo si no está puesto y además es capaz de unirse al lípido transportador denominado bactoprenol que suministra unidades a la pared en crecimiento. Este doble efecto hace que sea muy difícil seleccionar mutantes resistentes a la Vancomicina (de hecho no se conocen), se usa en clínica siendo muy eficaz frente a Gram + y anaerobios, los Gram son insensibles por impermeabilidad externa. Su uso clínico estuvo prohibido porque las preparaciones de Vancomicina eran muy tóxicas con un índice terapéutico muy bajo, últimamente se han obtenido preparados más puros y se ha hecho de uso frecuente en pacientes alérgicos a penicilinas y cefalosporinas. Se emplea en el tratamiento de los SARM (Staphylococcus aureus resistentes a meticilina) y de Clostridium difficilae que produce la colitis pseudomembranosa y surge después de un tratamiento antibiótico prolongado que destruye la microbiota propia y segrega la pseudomembrana a partir de las células epiteliales que va a obturar el intestino. BACITRACINA Péptido cíclico de pocos aminoácidos producido por cepas de Bacillus subtilis (también produce Subtilisina). La Bacitracina se une al bactoprenol fosforilado de un modo equimolecular, de este modo impide la desfosforilación no regenerándose el lípido transportador. De este modo inhibe la síntesis del peptidoglicano y la del antígeno O del lipopolisacárido de Gram -. Es eficaz frente a Gram + y Neisserias. Es nefrotóxico, por lo que solo se emplea como cremas antisépticas para la piel. CICLOSERINA Análogo de la D-alanina que actúa a nivel de los precursores citosólicos de la pared, ya que inhibe dos pasos en los que interviene la D-alanina: 1. Inhibe la isomerización de la L-alanina a D-alanina llevada a cabo por una racemasa. 2. Inhibe el paso de la formación del dímero de D-alanina. Con estas dos acciones no se puede formar el tetrapéptido funcional, ya que, además la afinidad de la Cicloserina por las enzimas es mayor que la del sustrato. Tiene poca aplicación clínica porque daña el sistema nervioso central. Sólo se utiliza como tuberculocida alternativo en terapia combinada con isoniazida frente a cepas resistentes a otros fármacos. FOSFOMICINA CH2 = C - COOH CH3 - CH - CH - PO3H2 Análogo estructural del fosfoenolpiruvato (PEP), al cual suplanta en la síntesis de la pared. El fosfoenolpiruvato formaría PO3H2 O lactato para unirse a la N-acetilglucosamina para formar el NFOSFOMICINA PEP acetilmurámico. Presenta un grupo epóxido que inhibe irreversiblemente que une el lactato a la N-acetilglucosamina inactivándola. Este antibiótico entra en la célula por un transportador de glicerol-P y mutaciones en el transportador generan resistencia. No presenta resistencia cruzada con otros antibióticos y es sinérgico con los β-lactámicos.

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS PROTEÍCA Grupo muy numeroso, heterogéneo en estructura, modo de acción, diana y propiedades farmacocinéticas. Características generales: • La mayoría son bacteriostáticos, pero los aminoglucósidos son bactericidas.

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Pueden actuar frente a ribosomas procarióticos (70S) o frente a eucarióticos (80S). Algunos actúan en ribosomas polisómicos como el Cloranfenicol y otros que solo pueden enfrentarse a los ribosomas libres o iniciadores como la Eritromicina. Los aminoglucósidos

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Agentes Antimicrobianos pueden actuar frente a ribosomas libres o polisómicos. Está propiedad depende sobre todo de los impedimentos estéricos. • Pueden actuar sobre la subunidad grande (50S) o sobre la subunidad pequeña (30S). • Han servido para ver la estructura de los ribosomas que son plásticos y flexibles compuestos por proteínas y RNA e interaccionan con diversas moléculas y ligandos, lo que reduce la flexibilidad y altera la conformación de zonas alejadas, pero hay algunos de los que no se conoce el paso clave inhibido por cada uno de ellos. No presentan uniformidad en la estructura, son moléculas grandes y voluminosas con al menos dos dominios, uno polar con grupos catiónicos que le permite unirse con proteínas y ciertos fosfolípidos y uno apolar de anillos hidrofóbicos para la fusión con las membranas y la interacción con moléculas como el RNA ribosómico. ANTIBIÓTICOS QUE AFECTAN A LA SUBUNIDAD 30S AMINOCLUCÓSIDOS Antibióticos de origen bacteriano producidos por actinomicetos del suelo de los géneros Nocardia, Rhodococcus, Streptomyces y Micromonospora. Son moléculas grandes, con grupos polares y dos partes, todos incorporan el anillo aminociclitol derivado del inositol que incorpora 6 sustituyentes amino e hidroxilo muy reactivos, este anillo aminociclitol está unido a uno o varios azucares por enlace O-glucosídico de los cuales al menos uno tiene que ser un aminoazúcar, la presencia de los grupos amino es fundamental de modo que los derivados en los que se suprime los grupos reactivos y se queda el anillo pierden capacidad tóxica. Son de amplio espectro, activos frente a Gram + y Gram - son tuberculocidas y por ello han sido el antibiótico de elección contra la tuberculosis hasta que apareció la Isoniazida, hay compuestos como Kanamicina, Estreptomicina, Gentamicina, Neomicina… los cuales comparten anticuerpos comunes dando reacción cruzada. Son bactericidas de acción muy rápida, sólo necesitan una mínima síntesis para actuar, pero se aplican cada vez menos porque son moléculas grandes y polares teniendo una mala absorción y causando daños en las células del huésped. Las infecciones sistémicas se tienen que tratar por vía parenteral y además son muy destructivos frente a la microbiota propia (toxicidad selectiva baja), no funcionan contra patógenos intracelulares porque no penetran en la célula fagocítica y los aniones inactivan sus grupos catiónicos. No son eficaces en condiciones anaerobias y son antagonizados en medios con sales de cationes bivalentes como Mg+2 y Ca+2. En la actualidad se administran como antibióticos de segunda elección (se administran si fallan otras sustancias), no son adecuados en el tratamiento de septicemias como la tuberculosis, brucelosis, salmonelosis o la peste producidas por patógenos intracelulares. Se emplean en sinergismo con β-lactámicos y en cóctel en septicemias producidas por Gram - recalcitrantes. Su mecanismo de acción tiene un efecto tóxico múltiple: 1. Provocan daños y alteraciones en la bicapa lipídica al atravesar la membrana, necesitan un requisito para entrar en la célula, y es que el potencial de membrana debe ser alto. 2. Los grupos catiónicos reactivos le permiten interaccionar con componentes celulares cargados como el lipopolisacárido de la pared, DNA o ciertas proteínas. 3. Bloquean la síntesis de proteínas recién comenzada. Muerte

Tiempo

Cinética de muerte microbiana: 1. El antibiótico entra en la célula destruyendo la membrana y se concentra en el periplasma. 2. Está interaccionando con componentes celulares. 3. Etapa explosiva, cuando la membrana está destruida y afecta a la síntesis de proteínas.

Los aminoglucósidos se unen a la subunidad 30S interrumpiendo el ciclo normal del ribosoma. Al unirse al ribosoma provoca distintos efectos: 1. Distorsión del ribosoma provocando errores de lectura por desplazamiento del RNA mensajero. 2. A nivel de la formación del complejo ternario, inhibe la hidrólisis del GTP situado en el RNA de transferencia cargado con el factor de elongación bloqueando de esta manera el sitio A. Pudiendo afectar a células eucariotas. Las resistencias se deben a mutaciones puntuales en proteínas ribosomales como S12, también hay resistencias por acumulación de mutaciones en genes ribosomales y para Kanamicina y Gentamicina hay resistencia por plásmidos (también la hay para Estreptomicina, pero mucho menor). Kanamicina,

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Agentes Antimicrobianos Estreptomicina y Gentamicina dan reacciones cruzadas con anticuerpos. Existen mutantes condicionales para Estreptomicina, lo cual quiere decir que la necesitan para crecer. TETRACICLINAS Son bacteriostáticos de amplio espectro, actúan en bacterias que presentan un crecimiento rápido, ya sean Gram +, Gram -, Clamidias, Rickettsias, Micoplasmas (interesante porque son insensibles a β-lactámicos por no tener pared) y sobre algunos protozoos. Se absorben mejor vía oral que los aminoglucósidos alcanzando concentraciones mayores en el suero. Su absorción se inhibe en presencia de cationes divalentes. La ventaja principal sobre los aminoglucósidos es que son muy activos frente a patógenos intracelulares ya que su naturaleza hidrofóbica le permite introducirse en el fagosoma. Su estructura consta de 4 anillos con grupos reactivos, según los cuales las Tetraciclinas se dividen en Clorotetraciclinas y Oxitetraciclinas, ambas producidas de manera natural por Streptomyces aureofaciens. Actúan uniéndose a la subunidad 30S del ribosoma o al ribosoma completo bloqueando el sitio A (Aceptor), por lo que el no se puede unir el aminoacil-tRNA, a baja concentración alteran la acción de los polisomas metabólicos e impiden la síntesis de GTP en el polisoma. La diana en el ribosoma es la proteína ribosomal S7. Son los más utilizados junto a los β-lactámicos. Presentan también usos no clínicos como marcadores y en veterinaria se usan para el engorde del ganado. ANTIBIÓTICOS QUE AFECTAN A LA SUBUNIDAD 50S MACRÓLIDOS Tienen en su molécula un anillo tipo lactona, son moléculas grandes, complejas, con varios anillos, de 12-22 Carbonos y el grupo lactona, en la vecindad del anillo no hay ningún átomo de Nitrógeno, este anillo macrólido está acomplejado con uno o varios azúcares que tienen átomos de Nitrógeno muy reactivos. El más conocido es la Eritromicina A, que es un macrólido tipo, bacteriostático, se une a la subunidad 50S, si se aumenta la dosis es bactericida para algunos patógenos de riesgo. La Tilosina y la Oleandomicina también son muy importantes. El modo de acción consiste en la unión a la subunidad 50S de ribosomas libres, no polisómicos, ya que al ser tan grandes hay impedimentos estéricos, esto explica que sean bacteriostáticos ya que la síntesis de proteínas en los polisomas no se detiene. Al unirse al ribosoma inhibe el proceso de translocación del péptido en crecimiento, en concreto bloquea la liberación del tRNA descargado del sitio P, de este modo no se puede producir la translocación del sitio A al sitio P y se interrumpe la síntesis proteica, ya que el sitio P queda permanentemente bloqueado. Son activos frente a Gram + y frente algunos Gram - peligrosos como Bordetella pertusis (tos ferina) y la Eritromicina A es el agente de elección junto a las penicilinas frente a Legionella pneumophila. Es un antibiótico de sustitución en pacientes que desarrollan alergias frente a otros antibióticos como los β-lactámicos. CLORANFENICOL Primer antibiótico de amplio espectro que se utilizó en clínica, es la alternativa para tratar patógenos resistentes a β-lactámicos. Actúa sobre la subunidad 50S o sobre el ribosoma completo. Es activo frente a todas las bacterias conocidas, incluso Espiroquetas, Clamidias, Rickettsias y algunos anaerobios. Es bacteriostático, pero tan estable que llega a ser bactericida frente a muchos patógenos. Es una sustancia natural producida por un actinomiceto del suelo que es Streptomyces venezuelae, no existen derivados semisintéticos que mejoren su acción bactericida, tiene el mismo espectro antimicrobiano que las Tetraciclinas a pesar de que no se parecen estructuralmente. Se absorbe bien vía oral, pero su absorción disminuye en presencia de cationes divalentes. Alcanza rápidamente la CMI en sangre y cruza la barrera hematoencefálica llegando al cerebro y líquido cefalorraquídeo, es muy bueno contra septicemias cerebrales como la meningitis por Haemophilus, las fiebres tifoideas de Salmonella o patologías producidas por microorganismos anaerobios. Tiene efectos tóxicos en el bazo y suprime la función hematopoyética de la médula ósea, esto es porque atraviesa las membranas y penetra en la mitocondria inhibiendo la síntesis proteica mitocondrial, pese a esto es un antibiótico muy difundido porque es muy barato. El cloranfenicol tiene otro efecto debido a un grupo nitro (NO2) y a un grupo dicloroacetilo, que es un grupo extraño. Se une a la subunidad grande e inhibe la síntesis de proteínas porque bloquea la acción de la peptidiltransferasa, es una acción directa sobre la enzima y gracias a este antibiótico se ha podido conocer el ciclo completo de la síntesis proteica. La presencia del grupo nitro y su reducción intracelular puede generar radicales libres y completar la acción tóxica. Han aparecido resistencias por impermeabilidad celular o por aparición de enzimas que lo acetilan desactivándolo. LINCOMICINA

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Agentes Antimicrobianos Antibiótico que se usó mucho, tenía aplicación frente a anaerobios y Gram -, actuando sobre la subunidad 50S de ribosomas libres no polisómicos, pero su uso reveló la colonización gástrica por Clostridium difficilae y la aparición de la colitis pseudomembranosa, ya que arrasa la microbiota propia. ÁCIDO FUSÍDICO Antibiótico esteroideo análogo del colesterol, está producido por el hongo Fusarium, se aplica porque es efectivo frente a Gram + recalcitrantes, pero no vale frente a Gram -, ya que su membrana no es permeable a esta estructura. Actúa en el paso final de translocación del péptido en crecimiento porque bloquea al factor de elongación EF-G y le deja unido el GDP sólo pudiendo unirse el primer aminoácido. Solamente se administra en cóctel frente a Staphylococcus resistentes a β-lactámicos. INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN Los antibióticos inhibidores de la transcripción son menos específicos. En procariotas la RNA polimerasa está formada por al menos 4 subunidades (αα’ββ’), que se acomplejan con factores de transcripción (σ), en eucariotas el proceso es un poco distinto, la RNA polimerasa y los factores de transcripción son algo distintos, pero es muy difícil de conseguir que ataque al proceso bacteriano y no al eucariota. ACTINOMICINA D Producida por actinomicetos, es compleja y no es específica contra procariotas. Tiene una parte aromática que le da un color rojo brillante y una región peptídica formada por un péptido repetitivo en el cual hay tanto isómeros L como isómeros D. La parte hidrofóbica se intercala entre los puentes de Hidrógeno de los pares Guanina-Citosina produciendo una distorsión que impide la separación de las hebras, y por tanto la transcripción y la replicación. La zona peptídica se une a la superficie de las cadenas de DNA impidiendo que se forme un complejo de transcripción o replicación funcional. Se utiliza con fines investigadores y como antitumoral, ya que es antimicótico. RIFAMPICINA Derivada del antibiótico natural Rifamicina producido por Streptomyces. Tiene una estructura compleja, presenta una parte aromática hidrofóbica compleja que le da color y un asa alifática alrededor con grupos reactivos hidroxilo, amino y carboxilo. Inhibe el inicio de la transcripción uniéndose a la subunidad β de la RNA polimerasa no formándose el complejo iniciador de la transcripción activo, pero no actúa sobre el RNA mensajero. Es importante porque la subunidad β es característica de procariotas empleándose frente a Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, el problema es que ese gen se modifica con frecuencia apareciendo resistencias. Se emplea en cóctel frente a la tuberculosis y lepra, sobre todo para eliminar estados de portador (infección primaria), también se emplea en la profilaxis de la meningitis. Se absorbe bien vía gástrica y difunde bien por todo el cuerpo, también está disponible para inyección intravenosa. Presenta pocos efectos secundarios, sólo algunas alteraciones gástricas interfiriendo con el metabolismo hepático ya que activa enzimas que degradan otros compuestos. Tiene una vida media larga, actúa sinérgicamente con otros quimioterápicos frente a la tuberculosis. La ingesta de alcohol aumenta su toxicidad y antagoniza su acción.

ANTIBIÓTICOS CONTRA LA MEMBRANA CELULAR Son menos selectivos, con menor potencia antimicrobiana y menor aplicación clínica. La membrana plasmática es la membrana externa que protege e individualiza a la célula, no es inerte, tiene gran actividad biológica actuando de filtro selectivo, en ella se sitúan algunos procesos biosintéticos, actúa de sistema de transporte presentando permeasas y transporte activo, además de actividades respiratorias y fotosintéticas en procariotas.

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Agentes Antimicrobianos Los antibióticos antimembrana requieren interacción directa con la célula y sus efectos no dependen de crecimiento microbiano activo, el problema es que la estructura básica de la membrana es idéntica para procariotas y eucariotas, y por tanto tienen un índice terapéutico muy bajo, de hecho la mayoría de ellos no se aplican porque son muy tóxicos. POLIMIXINAS Familia de antibióticos peptídicos cíclicos que se clasifican según los sustituyentes que presentan numerándose de la A hasta la E, de las cuales solo la polimixina B y la polimixina E tienen función clínica, especialmente la polimixina B es la que tiene más aplicación, utilizándose frente a cepas de Pseudomonas multirresistentes o de origen nosocomial; el resto de polimixinas son demasiado tóxicas, aunque en general todas las polimixinas producen nefrotoxicidad. Están producidos por Bacillus polymyxa, que es un microorganismo endosporulado del suelo. Tienen una estructura similar a los detergentes catiónicos, pero actúan a concentraciones más bajas, es un decapéptido con un núcleo central de ácido diaminobutírico (DAB) unido a D y L aminoácidos por una parte y por el otro extremo está unido a una cadena alifática de ácidos grasos. Interaccionan directamente con la membrana y sus grupos cargados se unen a los fosfolípidos de membrana intercalando la estructura en la membrana, que pierde fluidez, se pierden metabolitos (iones y nucleótidos), queda inhibido el transporte y se produce la desorganización irreversible de la membrana con lo que la célula acaba lisándose. La lisis celular por polimixinas se diferencia de la de los β-lactámicos en que la pared celular no se afecta quedando intacta. Prácticamente son los únicos bactericidas que no dependen de crecimiento activo. Se ha visto por marcaje radioactivo que actúan sobre el lipopolisacárido, lo que explica que sean eficaces frente a Gram -, de hecho los mutantes carentes de lipopolisacárido son resistentes. TIROCIDINA Y GRAMICIDINA S Actúan igual que las polimixinas provocando la desorganización de la membrana y la pérdida de metabolitos. IONÓFOROS No son antibióticos, son moléculas de estructura circular que se incrustan en la membrana aumentando su permeabilidad al formar poros o agujeros frente a iones específicos (generalmente cationes). Las jaulas de clartrina o clartratos tienen hacia el exterior regiones de naturaleza hidrofóbica que se insertan en la membrana y en el interior de la jaula hay un catión monovalente o divalente que forman enlaces coordinados con grupos carboxilo de la vecindad, el poro se mantiene abierto permitiendo el transporte continuo del catión, lo que provoca un cambio en la permeabilidad de la membrana provocando la lisis celular. El más conocido es la Valinomicina que es un péptido cíclico que permite el transporte de Potasio. SUSTANCIAS CON POSIBLE ACCIÓN ANTIBIÓTICA Se aplican de forma inespecífica y complementaria a otro antibiótico: • Antimicina: inhibidor de la H+-ATPasa mitocondrial bloqueando la fosforilación oxidativa y la obtención de energía en las mitocondrias, no se sabe si actúa sobre la membrana o sobre la cadena de transporte de electrones. Se ha utilizado frente a hongos y protozoos. • Cerulenina: inhibe procesos de síntesis y elongación de ácidos grasos. • Tunicamicina: inhibe la glicosilación de las proteínas en el aparato de Golgi, por lo que se bloquea la exportación de proteínas, al tener éstas un destino incierto. • Ciclosporina A: producida por Ciclosporium, se encontró buscando nuevos antibióticos y ha resultado ser el mejor inmunosupresor para el transplante de órganos. Inhibe concretamente la formación de linfocitos T citotóxicos encargados de reconocer los antígenos de histocompatibilidad.

ANTIBIÓTICOS ANTIFÚNGICOS Los hongos tienen la misma actividad biológica básica que las bacterias, pero su organización celular es totalmente distinta y además realizan procesos bioquímicos y fisiológicos totalmente diferentes. Casi ningún antibiótico antibacteriano sirve para hongos, además de ser imposible discriminar entre patógeno y huésped ya que los hongos son eucariotas. Los hongos tienen pared celular de quitina (NAG) n y glicoproteínas de glucano y manano.

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Agentes Antimicrobianos La quimioterapia antifúngica está menos desarrollada que la antibacteriana, de hecho hasta hace poco se aplicaba sólo de forma tópica. Hay pocos antibióticos antifúngicos debido a que: • Son sustancias muy tóxicas.

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Teóricamente el número de hongos patógenos es muy inferior al de bacterias; hay unos 50 hongos patógenos, de los cuales la mayoría son superficiales o de áreas localizadas como Trychophyton que provoca el pie de atleta. La mayoría de las micosis tienen una virulencia mucho inferior a las infecciones bacterianas, además de que es raro que sean el patógeno primario. La mayoría de los hongos al ser heterótrofos tienen una localización restringida a unos hábitats determinados de modo que producen infecciones superficiales, benignas y de pronóstico leve. Hay una demanda creciente de antibióticos antifúngicos debido a 2 razones principalmente: Aumento del número de inmunodeprimidos. Aumento del número de hongos nosocomiales generalmente dimórficos como Candida, Coccidioides, Histoplasma y Criptococcus que pueden contaminar estructuras como marcapasos, catéteres…

INHIBIDORES DEL ERGOSTEROL Principal esterol de membrana de los hongos, hay dos antifúngicos principalmente que afectan al ergosterol: • Polienos: se unen físicamente al ergosterol de las membranas y al unirse lo secuestran, produciendo alteraciones en la permeabilidad de la membrana por la formación de orificios físicos y las células se lisan al ser osmóticamente inestables. • Azoles: más recientes, inhiben la síntesis del ergosterol. Las bacterias al carecer de esteroles de membrana son insensibles a los Polienos, en cambio los micoplasmas y las bacterias metilotrofas si lo son. POLIENOS Antibióticos de estructura tipo macrólido con un grupo lactona producidos por distintas especies del género Streptomyces, en el cual el anillo lactona está unido a una larga fracción hidroxilada polar y flexible que le permite interaccionar con las proteínas y una fracción hidrofóbica rígida en la cual hay dobles enlaces conjugados no sustituidos, la región hidrofóbica puede estar unida a uno o más azúcares fúngicos denominados micosamidas. Son fungicidas a concentraciones elevadas sobre cultivos en crecimiento activo, son eficaces frente a los hongos que producen micosis sistémicas o generalizadas y una eficacia limitada frente a micosis crónicas subcutáneas por su baja solubilidad. Es una estructura rara, esto es porque no inhibe una enzima, sino que rapta al ergosterol. Forman un complejo de alta afinidad con el ergosterol, alteran la permeabilidad de la membrana y a través del poro creado se pierde el contenido celular y se lisa la célula. Los Polienos reconocen el ergosterol por su conformación espacial discriminando del colesterol, lo que favorece la unión específica polieno-ergosterol; además en hongos la proporción ergosterol/lípidos de membrana es muy elevada. Para mejorar su absorción se preparan en liposomas, Los Polienos producen anemia porque se unen con alta afinidad a las membranas de los hematíes, ya que tienen muchos esteroles y se lisan. Se utilizan en terapia multifármaco en pacientes inmunodeprimidos y en hongos dimórficos. El nivel de resistencias es bajo y casi nunca se debe a mutaciones puntuales. ANFOTERICINA B El más empleado, es de los más eficaces frente a micosis profundas y levaduras porque su efecto lítico es inmediato, además de tener una segunda diana celular que es la oxidación de proteínas celulares. No se absorbe bien vía oral, se administra vía intravenosa de forma continua, necesita tratamientos muy prolongados y se ven efectos secundarios como es el caso de hipertensión, fiebre y lesiones renales. NISTATINA En inglés se denomina Nystatina, este nombre viene de que se descubrió en Nueva York. Es menos eficaz que la Anfotericina B, es más tóxico vía parenteral, solamente se aplicaba de forma tópica para tratar infecciones dérmicas y epidérmicas por Candida, actúa también sobre Blastomyces y Criptococcus. AZOLES

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Agentes Antimicrobianos Estructura básica derivada del imidazol, son heterociclos que tienen en el anillo imidazol al menos un átomo de Nitrógeno. Hay dos grupos: • Imidazoles: presentan dos átomos de Nitrógeno en el anillo imidazol. • Triazoles: están bajo patente, presentan tres átomos de Nitrógeno en el anillo. IMIDAZOLES Son principalmente Miconazol, Clotnimazol y el más importante el Ketoconazol, son los que se emplearon antes de 1980 y entre los sustituyentes tienen átomos de Cloro. Antifúngicos de amplio espectro, se pueden utilizar frente a dermatofitos, hongos dimórficos y levaduras, aunque también se han descrito efectos sobre bacterias y protozoos. Actúan a nivel de la síntesis del ergosterol, inhibiendo la desmetilación del lanosterol que da lugar al ergosterol, en concreto inhiben el Citocromo P450 de la enzima desmetilante. Como resultado la membrana está incompleta siendo frágil e inestable de modo que compromete la supervivencia del hongo; como resultado se inhiben las actividades metabólicas del hongo como la síntesis de ácidos grasos y el metabolismo respiratorio, además de disminuir su adhesividad a los tejidos del huésped e inhibir el crecimiento de la población fúngica. • Miconazol y Clotnimazol: se aplican de forma tópica para tratar dermatomicosis, candidiasis y micosis vaginales y cutáneas, ya que tienen efectos secundarios (irritación local). • Ketoconazol: se administra por vía oral, tiene buena absorción gástrica y baja toxicidad; buena acción para tratar infecciones fúngicas tópicas o sistémicas, pero no atraviesa la barrera hematoencefálica. En terapia combinada presenta efectos antagónicos con la Ciclosporina A acelerando su eliminación y disminuye la concentración en suero de la Isoniazida y de la Rifampicina. TRIAZOLES Tienen la misma estructura básica con un Nitrógeno adicional en el anillo, son los antifúngicos por excelencia. Son dos principalmente, el Itraconazol y el Fluconazol que tienen el mismo modo de acción y espectro antifúngico. El Fluconazol tiene una serie de ventajas: 1. La afinidad por el Citocromo P450 de la desmetilasa es mayor y por tanto su eficacia inhibitoria también. 2. Se absorbe mejor vía oral y puede acceder al sistema nervioso central cruzando la barrera hematoencefálica. 3. Tiene menos efectos secundarios. 4. Se elimina por la orina sin sufrir modificaciones. Es muy efectivo frente a hongos dimórficos oportunistas como Histoplasma y Coccidioides, es el compuesto de elección en cócteles combinados en pacientes inmunodeprimidos y enfermos de SIDA para tratar las infecciones orales y esofágicas por Candida albicans, es muy útil en las meningitis por Cryptococcus neoformans, apenas hay casos de resistencia descritos, sólo algunos casos de Candida albicans por mutaciones en el Citocromo P450 o por bombas de expulsión que envían el fármaco fuera. Hay 2 nuevos antifúngicos en circulación, son el Voriconazol y el Ravuconazol. OTROS ANTIFÚNGICOS GRISEOFULVINA Producida por Penicillium griseofulvum, es un antibiótico que actúa sobre las hifas de los hongos en crecimiento produciendo alteraciones en la morfología (ramificaciones en las hifas) y alteraciones en hongos en crecimiento (micelios deformes). Es fungistático, no actúa sobre esporas o micelios en reposo, es activo vía oral y menos activo de forma tópica. Se acumula en estructuras queratinosas de nueva formación (uñas, callos y pelo), pero es ineficaz en estructuras infectadas. El tratamiento debe ser muy prolongado, tiene una toxicidad selectiva media con efectos secundarios leves como lesiones hepáticas, gástricas y epidérmicas. Actúa a nivel de la mitosis interfiriendo en la separación de las cromátidas y provoca la desorientación del huso cromático en metafase, lo que provoca que no se distribuyan uniformemente los cromosomas, este efecto se debe a que inhibe el ensamblaje de la tubulina para formar los microtúbulos. Se aplica en micosis superficiales producidas por dermatofitos (tiñas), no sirve para micosis profundas, la mayoría de las levaduras son refractarias. 5-FLUOROCITOSINA Análogo de la citosina con buena absorción, tiene una amplia distribución con una vida media muy corta, lo que provoca que requiera un suministro continuo, de todos los análogos de base es el más

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Agentes Antimicrobianos eficaz. Las células fúngicas lo pueden convertir en 5-Fluorouracilo, de modo que inhibe la replicación del DNA como 5-Fluorocitosina y los procesos de transcripción como 5-Fluorouracilo. Cuando se incorpora a la cadena en crecimiento se detiene la elongación de la cadena. No tiene toxicidad selectiva. Hay algunas resistencias por mutaciones en permeasas de membrana, hay hongos insensibles que no lo transforman en 5-Fluorouracilo. Se utiliza en cóctel con Anfotericina B porque tienen efecto sinérgico para el tratamiento de candidiasis y criptococosis sistémicas. OTRAS DIANAS DE ACCIÓN ANTIFÚNGICA EQUINOCANDINAS Familia de más de 20 compuestos que inhiben la reacción de síntesis del glucano (inhiben la enzima glucano sintasa), pueden ser naturales o semisintéticos. Actúan, por tanto, sobre la pared fúngica que tiene grandes polímeros de glucosa (glucanos) con enlace β(1-3) y β(1-6) y de manosa (mananos), estos polímeros son casi exclusivos de los hongos, aunque también la presentan los humanos, pero el polímero es distinto. Su estructura es un lipopéptido cíclico que forma un núcleo hexapeptídico con una oquedad en el centro y una cadena lateral alifática responsable de la actividad inhibitoria, varían fundamentalmente en la cadena lateral. • Caspofungina: primera equinocandina que se probó, se utiliza contra candidiasis y aspergilosis resistentes a otras terapias y hasta ahora Criptococcus es insensible a las equinocandinas y algunos patógenos emergentes como el género Fusarium también, pero el género Neumocystis (principal patógeno oportunista en el SIDA) es sensible. • Amidulafungina: se ha probado, está producida por Aspergillus midulans. • Micafungina: se encuentra en fase de prueba. Se administran vía intravenosa combinadas con azoles, los resultados están siendo muy prometedores, las resistencias son mínimas, aunque se han encontrado algunas en el gen FKS1 (gen de la glucano sintasa). SORDARINAS Sin implantación clínica, inhiben la síntesis de proteínas fúngicas, en concreto bloquean el factor de elongación EF-2 necesario para que el ribosoma se transloque sobre el RNA mensajero y lo vaya leyendo, de modo que en presencia de sordarinas se inicia la traducción, pero tras la primera lectura estabiliza el complejo y la lectura se detiene. Es curioso porque el EF-2 es homólogo en un 85% entre hongo y humano por lo que no se sabe de qué forma discrimina entre ambos. POLIOXINAS Antifúngicos que inhiben la síntesis de quitina, pero son bastante tóxicos. • •

COMPUESTOS CON ACTIVIDAD ANTIFÚNGICA Toxol y Vincristina que son antitumorales. Yoduro potásico: sirve para tratar micosis cutáneas, profundas y sistémicas.

Al aumentar el número de individuos inmunodeprimidos ha aumentado el número de hongos patógenos, por ejemplo, Candida albicans (principal hongo patógeno) era el único patógeno del género, pero en la actualidad están apareciendo especies patógenas que además son resistentes. Candida krusei es resistente al Fluconazol, este hecho ha provocado que el número de micosis se ha multiplicado por 10.

RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS En 1930-1940 se generalizó el uso de penicilinas y sulfamidas pudiéndose controlar las enfermedades infecciosas, pero pronto se comprobó que su erradicación es imposible debido a la resistencia de los microorganismos frente a las drogas.

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Agentes Antimicrobianos CRONOLOGÍA DE LA RESISTENCIA BACTERIANA • 1940: o Los pacientes tratados con estreptomicina y p-aminosalicílico (PAS) recaen rápidamente de tuberculosis. Se prescribe la administración simultánea de ambos compuestos. • 1950: o Staphylococcus aureus, cuya resistencia a benzilpenicilina era menor del 6% aumenta hasta más del 60% al final de la década por la producción de β-lactamasas (en la actualidad es mayor del 90%). o Numerosas bacterias Gram - (enterobacterias) se hacen resistentes a la Estreptomicina. • 1960: o La mayoría de cepas de “meningococo” se hacen resistentes a las sulfamidas. o Las Gram - no responden a la kanamicina. o En Australia se describen por primera vez “neumococos” resistentes a penicilina. • 1970: o Haemophilus influenza hereda de las enterobacterias resistencia a ampicilina. Varios Gram - adquieren resistencia a gentamicina. o Primeras evidencias de colitis pseudomembranosa asociada con tratamientos antibióticos prolongados y aislamiento de Clostridium difficile. • 1980: o Staphylococcus aureus resistentes a meticilina (SARM) son descritos en hospitales. Los estafilococos coagulasa negativos en su mayoría con resistencia intrínseca a βlactámicos participan en las infecciones asociadas a catéteres. o Se extiende por varios países (España) la población de “neumococos” resistentes a penicilina. • 1990: o Se generaliza a nivel mundial la presencia de “neumococos” resistentes a penicilinas. Aparecen casos de meningitis no meningocócica (neumococos) resistentes a las cefalosporinas de tercera generación. o Aparecen enterococos resistentes a aminoglucósidos y vancomicina (para esta también se describen estafilococos resistentes). Casos de estreptococos β-hemolíticos resistentes a macrólidos y sensibles a penicilina. o Se incrementa entre la población humana la presencia de micobacterias multirresistentes (también Mycobacterium tuberculosis). • 2000: o Enfermedades emergentes como la legionelosis. ORÍGEN DE LA RESISTENCIA Es de origen natural, ya que en el medio hay una fracción de células que producen antibióticos y llevan los marcadores de resistencia simultáneamente; el problema es el abuso en la administración de antibióticos que actúan como fuerza de selección que condiciona la supervivencia de aquellas bacterias resistentes y la propia fisiología y metabolismo bacteriano hace el resto, es decir, la flexibilidad genética de las bacterias que se transfieren material genético, su rápida división y su carácter poblacional hace que la resistencia a los antibióticos sea un problema clínico muy grave. MECANISMOS CONSTITUTIVOS Y FISIOLÓGICOS DE RESISTENCIA Hay microorganismos que son insensibles o que lo son a concentraciones muy altas, pero hay otros que son resistentes destruyendo o inactivando al antibiótico activamente. • Insensibilidad: todos los individuos de la especie y todas las muestras de cultivo muestran el mismo nivel de respuesta basal y prácticamente nulo frente a un determinado antibiótico. Depende de un problema de permeabilidad (la membrana externa de enterobacterias es barrera para muchas penicilinas), transporte (transportadores específicos para determinados antibióticos que no aparecen), un gen específico de resistencia… • Resistencia: dentro de una especie patógena sensible a un determinado compuesto hay cepas más sensibles o resistentes que otras al antibiótico. Además del medio ambiente, el tracto digestivo y el respiratorio son los lugares donde más resistencia aparece por la gran variedad de flora

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Agentes Antimicrobianos microbiana. Son cambios genéticos transmisibles a la progenie y que se expresan en ausencia del antibiótico. Dos tipos: Frecuencia de Mutación: 10-6 ~10-8 o Mutaciones en genes cromosómicos: el antibiótico actúa como un agente selectivo que elimina las bacterias no portadoras del gen y seleccionaran las que expresan fenotípicamente el gen a la concentración de compuesto suministrada, puede darse el caso de que una mutación puntual produzca resistencia (como la proteína ribosomal S12 y la estreptomicina), otras veces son necesarias varias mutaciones para que aparezca la resistencia (como la resistencia de Mycobacterium tuberculosis a la isoniazida). Generalmente producen resistencia a un solo antibiótico y pueden tener efectos desfavorables sobre las bacterias disminuyendo su virulencia y tasa de crecimiento. En septicemias masivas aparecen cepas resistentes que se suelen tratar añadiendo dos o más compuestos simultáneamente. o Transferencia en plásmidos: es más eficaz y peligrosa ya que es muy prevalerte, suele transferir resistencia múltiple y no suele afectar ni a la virulencia ni al crecimiento de los microorganismos. Resistencia conjunta: resistencia simultánea a antibióticos y antisépticos, se han encontrado bacterias que tienen resistencia frente a sales de Mercurio y Kavamicina de forma simultánea, de modo que la aplicación de uno de los dos provoca la selección de resistentes a ambos. El problema de la resistencia es su prevalencia, una vez adquirida se mantiene permanentemente y se transmite de forma vertical (mutación y plásmido) y horizontal (plásmido) recibiendo genes de resistencia de células vecinas, pudiendo recibir genes de resistencia incluso de distintas especies.

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RESISTENCIA POR MUTACIÓN Suele afectar a la permeabilidad o a los sistemas de transporte: Disminución o alteración de la permeabilidad al antibiótico, el cual para ejercer su efecto debe alcanzar una concentración citoplasmática suficiente y para ello debe atravesar las barreras celulares. Mutaciones en permeasas de membrana o en genes de transportadores específicos disminuyen o eliminan el efecto del antibiótico. Cambios en el potencial de membrana también reducen la incorporación de un antibiótico como en los aminoglucósidos. En ocasiones la mutación es completa y en vez de ser un transportador defectuoso, no existe como las mutaciones en el transportador de glicerol-P bloquean la entrada de la Fosfomicina o la resistencia a Cicloserina en Escherichia coli que se debe a mutaciones en el transportador de Valina y en Gram - las porinas defectuosas o su supresión confiere resistencia. En el caso de análogos de metabolito se seleccionan mutantes que reducen o eliminan la afinidad del sistema transportador por el antibiótico. Mutaciones que dan lugar a un receptor alterado, el receptor celular del antibiótico está mutado, en consecuencia el antibiótico no lo reconoce no formándose la unión o bien la unión antibiótico-receptor no genera una respuesta terapéutica, como por ejemplo las penicilinas que interaccionan con PBPs alteradas no generando lisis de la pared celular, Novobiocina y la mutación en la DNA-girasa B, Estreptomicina y la mutación en la proteína ribosomal S12, las Quinolonas y la DNA-girasa A o la Rifampicina y la subunidad β de la RNA polimerasa. a. En algunos casos el antibiótico debe ser modificado de modo que hay una enzima intracelular que procesa el antibiótico generando un compuesto activo, son mutaciones en estas enzimas las que vuelven al patógeno resistente (sulfamidas). b. El receptor es una subunidad de la maquinaria de replicación o transcripción del DNA como la Rifampicina que interacciona con la subunidad β de la RNA polimerasa o las Quinolonas que se unen a la subunidad A de la DNA-girasa y los antibióticos que inducen la metilación en los ribosomas modificando todo el ribosoma. Aumento en la concentración de receptores diana: consiste en sintetizar muchas copias de la diana del antibiótico de modo que haya un número bajo de copias que queden bloqueadas por el antibiótico, quedando el resto libre, lo que permite que el patógeno pueda seguir realizando sus funciones normales, esto es consecuencia de la duplicación génica o de mutaciones en los genes reguladores que producen una amplificación en el número de copias del gen diana como las βlactamasas, esto puede ser muy grave si el gen que codifica la β-lactamasa está en plásmidos multicopia, esto explica que haya patógenos dosis dependientes o que sean necesarias concentraciones muy altas.

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Agentes Antimicrobianos 4. Síntesis anormal de enzimas detoxificantes: todas las bacterias y patógenos poseen mecanismos que les permiten defenderse de ataques ambientales o situaciones difíciles (endosporular como protección frente a las altas temperaturas) y enzimas detoxificantes para defenderse de su propio metabolismo y cuando son fagocitados les permite eliminar las especies reactivas del oxígeno, los patógenos poseen enzimas detoxificantes para xenobióticos y compuesto tóxicos, por ejemplo Pseudomonas sintetiza enzimas contra el antraceno, las naftas, el TNT o antibióticos; en condiciones normales las sintetiza a niveles bajos o no las sintetiza, pero el tratamiento antibiótico induce el aumento en la expresión de los genes para estas enzimas y favorece la aparición de formas mutantes mucho más activos que degradan derivados sintéticos o semisintéticos (o bien los expulsan fuera de la célula). RESISTENCIA POR PLÁSMIDOS Desde el punto de vista clínico los patógenos resistentes eran en origen patógenos sensibles y adquieren la resistencia por transferencia de plásmidos, lo que les otorga resistencia a varios antibióticos. En condiciones normales es raro que las bacterias intercambien material genético, por tanto el suministro del antibiótico es lo que fuerza a diseminar los plásmidos a las poblaciones vecinas, incluso hay plásmidos multiespecíficos comunes con varias especies. Pseudomonas comparte plásmidos R con Neisserias, bacterias del suelo e incluso con bacterias fotosintéticas. Tipos de plásmidos: • Plásmidos R: replicativos con autonomía del genóforo bacteriano, son conjugativos, seleccionados por administración de antibióticos, muy grandes (más de 1 kilobase), muy extendidos entre bacterias Gram -, especialmente de enterobacterias y Pseudomonas, suelen ser de resistencia múltiple, ya que contienen varios genes de resistencia que se localizan en transposones, lo que significa que tras un tratamiento prolongado con antibióticos pueden insertarse en el genoma bacteriano y perder su autonomía (no sólo vuelven bacterias sensibles en bacterias resistentes, sino que además pueden hacer portadores plásmidos que no lo eran). De manera que son el mecanismo más rápido de evolución, por ejemplo en la epidemia de disentería de Japón en 1957 por Shigella dysenteriae, la cual presentaba menos del 0.5% de cepas multirresistentes (sulfamidas, estreptomicina, cloranfenicol y tetraciclinas) y en 1960 más del 50% de las cepas eran multirresistentes. • Plásmidos no R: plásmidos más pequeños (menos de 1 kilobase), no conjugativos transmitiéndose por transducción o por transformación, aparecen en bacterias Gram +, especialmente en Staphylococcus productores de β-lactamasas, en los últimos años se ha descrito un aumento de plásmidos no R en Haemophilus. TIPOS DE GENES DE RESISTENCIA Suelen contener tres tipos de marcadores de resistencia: 1. Genes que codifican enzimas que inactivan el antibiótico: hay dos tipos: a. Producen rotura de enlaces covalentes en el antibiótico: las β-lactamasas son enzimas líticas que rompen el enlace β-lactámico covalente degradándolo a un compuesto inactivo que es el ácido 6-aminopeniciloico. Son proteasas o peptidasas, es un grupo amplio y difieren en especificidad, localización celular, potencia y en su carácter constitutivo o inducible por la presencia del antibiótico y el grado de activación, pero comparten el modo de acción. La mayoría de las β-lactamasas son plasmídicas, pero hay algunas de origen cromosómico. • β-lactamasas de Gram +: típicas de estreptococos codificadas por plásmidos, pueden aparecer unidas a membrana o ser extracelulares, son muy potentes, funcionan bien frente a las penicilinas naturales (G y V) y la ampicilina siendo sensibles al ácido clavulánico y son menos activas frente a penicilinas sintéticas o semisintéticas, son serinproteasas (proteasas con serina en el centro activo). Las TEM1 y TEM2 de Gram - también pertenecen a esta familia. • β-lactamasas de Gram -: los Gram - son menos sensibles a los β-lactámicos por la compleja estructura externa que provoca que el antibiótico no penetre. Son más inespecíficas, actúan contra penicilinas y cefalosporinas con baja actividad catalítica. En algunos Gram - son producidas por plásmidos R y secretadas al periplasma o se unen a la membrana externa. La fracción minoritaria de Gram - que producen β-lactamasas de origen cromosómico tienen carácter inducible y se cree que derivan de transpeptidasas con una función más amplia.

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Resistencia debida a β-lactamasas dependientes de PBPs: En origen la mayoría de β-lactamasas proceden de PBPs, pero se conocen resistencias a βlactámicos por modificaciones de las PBPs, se conocen tres mecanismos: o Alteración estructural de PBPs, no dándose la unión β-lactámico-PBP. o Aumento en el número de copias de PBPs de modo que no todas las PBPs quedan unidas al antibiótico, esto está descrito en el neumococo y el gonococo. o Algunas bacterias sintetizan como tal PBPs de baja afinidad como Enterococcus o Listeria, de modo que la unión β-lactámico-PBP produce un efecto disminuido siendo una reacción antibiótica muy lenta. Así se explica la aparición de Staphylococcus aureus resistentes a meticilina (SARM), ya que el antibiótico debe unirse a varias PBPs de forma simultánea para que tenga un efecto terapéutico, como Staphylococcus aureus produce muchas βlactamasas, al tratar con meticilina como solo interacciona con la PBP2A que sufre una gran presión por la ampicilina, entonces la mayoría de Staphylococcus aureus son resistentes por esta PBP y no por las demás. Mutaciones en las OmpF (porinas de membrana) de enterobacterias bloquean la incorporación de penicilinas semisintéticas y sintéticas, se han descrito resistencias también por mutaciones en el lipopolisacárido. • Efecto de la densidad: en Staphylococcus se produce la destrucción del antibiótico antes de que hayan muerto muchas células debido a que tienen βlactamasas extracelulares, este efecto depende de la densidad celular, hace falta mucha β-lactamasa en el medio para que se produzca la inactivación del antibiótico, con baja densidad celular la producción de β-lactamasas es insuficiente para inactivarlo, siendo por tanto necesaria una concentración critica de β-lactamasa para que inactive el antibiótico. En infecciones mixtas los Staphylococcus resistentes protegen a los sensibles al inactivar el antibiótico. En caso de β-lactamasas que permanecen unidas a las células o periplásmicas no depende de la densidad sino que es una propiedad individual de cada célula y depende del balance final entre la velocidad de incorporación del antibiótico y la de inactivación del patógeno. b. Reacciones de sustitución de grupos reactivos esenciales: • Sustitución: proceso intracelular por adenilación o fosforilación del antibiótico que se inactiva a través de un mecanismo postraduccional, muchas enzimas utilizan el ATP para cogiendo el adenilo o el fosfato unirlo al antibiótico (sobre todo en grupos -OH y -NH2) desactivándolo, esto está muy bien descrito para los aminoglucósidos. La kanamicina tiene hasta 6 enzimas modificadoras distintas. • Acetilación: prácticamente toda la resistencia al cloranfenicol es por un plásmido que lleva un gen de una acetiltransferasa que transfiere grupos acetilo y lo inactiva. En Gram - las acetiltransferasas son enzimas constitutivas y en Gram + son inducibles por sustrato, este proceso está descrito para los aminoglucósidos. • Metilación: La resistencia a Eritromicina se debe a que induce la síntesis de una enzima que metila el RNA ribosómico. Genes que evitan la entrada del antibiótico a las células. Genes que codifican transportadores que expulsan el antibiótico que ha entrado en las células: es de origen plasmídico, se ha visto para las tetraciclinas que penetran por difusión facilitada pero es bombeada fuera por una proteína de membrana que utiliza el gradiente de protones. Se conocen varias translocasas de membrana que expulsan los fármacos inespecíficamente y se denominan bombas de multirresistencia. Hay un mecanismo de antiporte antibiótico/protón.

ORIGEN Y BASES GENÉTICAS DE LA RESISTENCIA Es importante conocer las bases genéticas por dos razones: 1. Comprender y corregir las características de un tipo particular de resistencia con repercusión clínica. 2. Permitir analizar el origen evolutivo de los marcadores de resistencia.

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PRINCIPALES MECANISMOS DE MODIFICACIÓN GENÉTICA 1. Cambios genéticos que afectan a la resistencia por mutación: a. Modificación en la diana del antibiótico y/o transportador dentro de la célula debido a mutaciones directas en el gen o cambios en el patrón de transcripción de ese gen, estas mutaciones ese expresan en la estructura de la proteína correspondiente. Lo más habitual es la alteración puntual por sustitución de bases, son muy eficaces estas resistencias cuando la diana es el centro activo de la enzima, este caso se observa entre la estreptomicina y la proteína ribosomal S12. Se han descrito casos no por mutación puntual sino por delección completa del gen, este gen no puede ser esencial. También se han descrito casos de resistencias por adición de secuencias génicas, duplicación de genes o casos de inversiones génicas, está descrito para las sulfamidas. b. Modificaciones en genes distintos a los del receptor, pueden estar alejados en el cromosoma o incluso no tener funciones relacionadas. Mutaciones en los transportadores para glucosa o glicerol-P confiere resistencia a la fosfomicina. 2. Los genes que van en plásmidos es más complicado porque no afectan a la virulencia, en principio son genes no esenciales, en algunas bacterias están codificados es sistemas tipo operón y el operón es inducible por sustrato y en otros casos son de expresión constitutiva. RESISTENCIA POR MUTACIÓN VERSUS RESISTENCIA POR PLÁSMIDO 1. Por mutación suelen aparecer frente a antibióticos de nuevo diseño, que provocarían la aparición de la mutación por presión selectiva fuerte. Los plasmídicos se dice que se han seleccionado por miles de años de evolución y presencia conjunta con el antibiótico. 2. La resistencia por plásmidos contiene marcadores múltiples frente a varios antibióticos a la vez, en cambio la resistencia por mutación generalmente confiere resistencia a un solo antibiótico. 3. La transmisión en la resistencia por mutación es sólo vertical (transmisión a la descendencia) y en la resistencia por plásmidos es además de vertical también horizontal transmitiéndose a otros individuos de la misma especie o incluso de especies distintas. 4. Los plásmidos tienen una resistencia adaptativa, dependiendo del antibiótico que se aplique modifican su patrón de resistencia perdiendo o adquiriendo genes; los nuevos genes pueden ser de especies muy distantes filogenéticamente, e incluso pueden regular el numero de plásmidos por célula y por mutación es intocable. El plásmido además es eliminado de la célula cuando no lo necesita y lo recupera ante una nueva administración. 5. Mientras en las mutaciones la resistencia acarrea pérdida o disminución de la virulencia y pierde velocidad de crecimiento, en la resistencia por plásmidos no interfiere con la virulencia y la velocidad de crecimiento apenas se ve afectada porque los plásmidos no son esenciales. Staphylococcus en hospitales presenta plásmidos de resistencia a antibióticos y detergentes catiónicos TOLERANCIA Y PERSISTENCIA La tolerancia se presenta en bastantes casos en los que el contacto prolongado con un antibiótico bactericida se convierte en bacteriostático ya que las bacterias lo toleran. En algunos patógenos naturales y neumococos mutantes la penicilina es bacteriostática. Las propiedades del antibiótico son las mismas, la CMI es idéntica y las propiedades terapéuticas se pierden muy poco, pero el antibiótico ya no mata sino que solo inhibe y parece que tiene que ver con reacciones secundarias del antibiótico. Con la penicilina las autolisinas tienen un menor rendimiento debido a que tienen los factores de transcripción bloqueados. La persistencia es una respuesta ante un antibiótico bactericida donde la cinética de muerte celular no es absoluta quedando una fracción de microorganismos que sobrevive, pudiéndose cultivar en placa y se observa que no transmiten a la descendencia la capacidad de resistir (Resistencia fenotípica inducida), se cree que “in vivo” es más importante, siendo especialmente importante después de un tratamiento antibiótico prolongado. Estos fenómenos se dan en dos casos: 1. Por superinfección con bacterias portadoras de resistencia múltiple al seleccionarlas al matar a las sensibles. 2. En pacientes sometidos a tratamientos antibióticos muy prolongados el resultado final “in vivo” es la eliminación de la flora microbiana natural y la colonización por patógenos oportunistas. Hay casos de persistencia en infecciones respiratorias, genitourinarias y gástricas. Haemophilus y los patógenos de vías altas, oportunistas generalizados como Candida albicans y Clostridium difficile en el caso de las infecciones gástricas.

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MECANISMOS DE PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA 1. En la resistencia por mutación no se puede evitar la aparición de resistencias, pero si se puede prevenir la expresión de la resistencia o impedir que los mutantes portadores se seleccionen. 2. En caso de la resistencia por acumulación de mutaciones: a. En las primeras etapas si se aumenta la dosis de antibiótico o prolongando el tiempo de tratamiento se elimina a la fracción resistente. b. Terapia alternativa. c. Terapia combinada propuesta por Ehrlich aplicando una combinación de dos antibióticos con el mismo modo de acción, pero que no tengan reacción cruzada entre ellos. Esta estrategia está funcionando bien en el tratamiento de la tuberculosis aplicando simultáneamente Estreptomicina, Isoniazida, Etanbutol, PAS… 3. En el caso de la resistencia por plásmidos el problema es más grave que no se pueden solucionar así. No se puede usar la terapia combinada debido a que un solo antibiótico produce resistencia múltiple, tampoco sirve aplicar un nuevo antibiótico porque adquieren resistencia al poder ganar genes de resistencia de otras bacterias. Los plásmidos se transfieren aumentando rápidamente el número de células bacterianas resistentes. Para eliminar las resistencias se sugirió la utilización de sustancias que destruyen los plásmidos como el naranja de acridina, pero son mutágenos. A modo de conclusión se puede decir que si existe una exposición a una concentración dada de un determinado antibiótico durante un tiempo suficiente terminará siempre por aparecer resistencia al compuesto, la estrategia que se sigue es inventar El tiempo de aparición de la resistencia es inversamente proporcional al tiempo de aplicación del compuesto antibióticos nuevos, pero la solución es evitar el abuso indiscriminado de antibióticos que a veces no es necesario y deberían evitarse en las enfermedades leves. MECANISMOS PARA VENCER LA RESISTENCIA 1. Modificar moléculas ya conocidas para obtener nuevos compuestos, por adición de reactivos o sustitución de radicales, es útil porque las propiedades y modo de acción de los nuevos compuestos son predecibles, se sabe como y contra que van a funcionar; buscan mejorar la potencia, solubilidad, absorción y afinidad por los receptores sin que aumente la resistencia como los nuevos β-lactámicos (cefamicinas) que incorporan grupos metoxilo (-OCH3), también se ha utilizado para obtener nuevas tetraciclinas y con la vancomicina, que ahora es mucho más eficaz y pura que la original, se usa también como alternativo para la hipersensibilidad a las penicilinas, pero al cabo de un tiempo aparecen resistencias (al buscar análogos las resistencias aparecen a corto plazo). 2. Diseño por ordenador: es más complicado, se realiza una búsqueda de nuevos compuestos como por ejemplo las oxazolidinonas, se realiza a través de un diseño previo computerizado, es más difícil de identificar su modo de acción, espectro… Están orientados para interaccionar con dianas y estructuras microbianas propias y específicas. Se pretende evadir la resistencia atacando compuestos de la síntesis bacteriana que antes no se utilizaban. Las oxazolidinonas y en concreto el Lindazol es el compuesto que más se está aplicando en las estrategias contra patógenos multirresistentes, el Lindazol se está aplicando contra los SARM y otros Gram + y parece ser que su diana es muy específica, en concreto inhibe las fases iniciales de la interacción entre el RNA mensajero y la subunidad 30S del ribosoma antes de que se forme el complejo de iniciación cuando el metabolismo bacteriano aún no ha empezado. En vez de vencer la resistencia se la debe evitar, evitando el uso de antibióticos indiscriminado como medida preventiva para tratar enfermedades que aún no han aparecido o para agricultura y ganadería. La resistencia a los antibióticos es reversible (por plásmidos sobre todo), hay evidencias de que al suprimir el uso de un antibiótico concreto la resistencia al mismo va desapareciendo con el tiempo. Si se aplicase una política controlada este problema desaparecería. De hecho algunas cepas resistentes a los antibióticos de última generación son sensibles a las primeras penicilinas quimioterápicamente como la penicilina G de Flemming.

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QUIMIOTERAPIA ANTIVIRAL Los antibióticos convencionales no sirven porque son parásitos intracelulares obligados y usan la maquinaria del huésped para fabricar su material genético y sus proteínas. En este caso no vale el principio de toxicidad selectiva, pero las infecciones virales han aumentado mucho y se necesita la terapia antiviral, se pueden diseñar compuestos que interaccionen con procesos de la replicación viral. AMANTADINA Molécula cíclica con tres anillos y distintos sustituyentes reactivos que le dan una estructura rígida, es un antiviral que funciona frente al virus de la gripe, el de la rubéola y frente al parainfluenza, actúa en los estadíos tempranos de la infección, en concreto impide la penetración del virus y su decapsidación en los endosomas de la célula huésped, administración vía oral, produce ansiedad e insomnio que desaparecen al terminar el tratamiento y son menores en su derivado. ISATIN-β-TIOSENICARBAZONA (IBT) Inhibe la replicación de virus con DNA y RNA siendo muy activo frente a los poxvirus, bloquea la transcripción de los genes tardíos que suelen codificar las proteínas estructurales de modo que las partículas virales son defectuosas. Sirvió para controlar una epidemia de viruela hace 40 años en la India, al ser administrada actuaba como si fuera una vacuna, pero no fue efectivo en los ya infectados. ANÁLOGOS DE NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS Estructura similar a las bases púricas o pirimidínicas inhibiendo la replicación, deben ser fosforilados “in vivo”, han supuesto un gran avance por que su toxicidad selectiva es relativamente alta ya que las polimerasas virales los unen con más afinidad qua las celulares (sobre todo timidinquinasas y DNA polimerasas), su mayor actividad se da en poxvirus, herpesvirus y citomegalovirus, dos tipos: 1. Análogos de base: análogos de purina o pirimidina que son incorporados por las polimerasas virales en las cadenas en crecimiento alterando el ácido nucleico. 2. Análogos de azúcares: antivirales con estructura parecida a azucares (ribosa y desoxirribosa) que carecen de un grupo hidroxilo 3’ funcional, que induce un mensaje de terminación de cadena no formándose el enlace fosfodiester con el nucleótido siguiente. ACICLOVIR Análogo de base con el azúcar incompleto, es un análogo de la Guanidina en el que falta el hidroxilo del Carbono 3’ para realizar el enlace, en el interior de las células se fosforila por medio de las enzimas celulares formando el aciclovir trifosfato que es incorporado por las DNA polimerasas y actúa como señal de parada de cadena ya que las exonucleasas celulares no pueden repararlo. Se administra vía oral o intravenosa con amplia distribución por el cuerpo, requiere administración continua ya que su vida media es muy corta. Se han descrito disfunciones renales, sueño y delirio, se emplea para tratar las encefalitis humanas de origen viral por herpes (Varicela-Zoster), las infecciones en recién nacidos, en infecciones genitales se receta como prevención y en personas con transplantes de medula y quimioterapia antitumoral. Se han descrito resistencias por mutaciones en las quinasas. GENCICLOVIR Y PENCICLOVIR

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Agentes Antimicrobianos El Genciclovir s mejor sustrato para las pirimidinquinasas, pero es un poco más tóxico y el penciclovir se utiliza como crema para el herpes labial, la señal de parada de cadena es menos fuerte, pero es más efectivo al tener una vida media más larga. VIDARABINA Tiene el mismo espectro y fundamento que el Aciclovir, es un análogo de la Adenosina, pero en la base el azúcar está modificado y en vez de ser ribosa es arabinosa, se fosforila en el interior de las células y es incorporado por las DNA polimerasa viral inhibiendo la elongación de la cadena en replicación. Es activo frente a herpesvirus y poxvirus humanos, se ha aplicado con mucho éxito frente al virus de la Varicela-Zoster estando muy indicado en encefalitis virales en fases tempranas de la enfermedad y se utiliza en cóctel para pacientes inmunodeprimidos. Su mayor inconveniente es su rápida diseminación por el organismo formando derivados menos activos. RIBAVIRINA Análogo de Guanosina en el cual la base está incompleta perdiendo casi un ciclo completo, es de amplio espectro funcionando contra virus de DNA y RNA, produce varios efectos bajando los niveles de GTP intracelular, provoca la desprotección de los RNA mensajeros inhibiendo la replicación y en menor grado la transcripción, se utiliza frente al virus de la gripe (influenza) y frente a virus nuevos de tipo hemorrágico que son endémicos de África como los Filidovirus, el virus de la fiebre de Lassa y el virus respiratorio sincitial (RSV). FOSCARNET Derivado del ácido fosfonofórmico, es un inhibidor no competitivo de las DNA polimerasas víricas y no necesita ser fosforilado “in vivo” por quinasas celulares, pero el problema es que es poco soluble y causa nefrotoxicidad, forma parte de los cócteles antivirales. ANTIVIRALES VERSUS TRANSCRIPTASA INVERSA La transcriptasa inversa o retrotranscriptasa es una enzima especial presente en Lentivirus, virus oncogénicos y el virus del SIDA (HIV) incluyendo algunos de los virus más patógenos para el hombre, algunos transposones humanos y virus de plantas también la tienen, pero no se emplea en la replicación celular y el uso de inhibidores asegura una alta toxicidad selectiva. ZIDOVUDINA (AZT) Antirretroviral más importante, es un análogo de la Timina que incorpora un grupo azo en el Carbono 3’ sustituyendo al hidroxilo, en consecuencia provoca una terminación prematura de la cadena. Al administrarse es fosforilado en las células y es convertido en AZT trifosfato por las quinasas celulares. La retrotranscriptasa del virus del SIDA o de los Virus Productores de Leucemia en Humanos (HTLV-1) tiene una afinidad 1000 veces mayor por el AZT que las polimerasas celulares. Ha sido el medicamento de elección en el tratamiento de la infección por VIH a pesar de que provoca fatiga, debilidad, trastornos digestivos, afecta a la hematopoyesis y causa lesiones renales, se conocen ya casos de resistencia al AZT por mutaciones en la retrotranscriptasa. LAMIVUDINA (3TC) Antirretroviral análogo de la Citosina que incorpora un Azufre en vez del Nitrógeno del AZT, es el único análogo de base que funciona, además del AZT aunque es muy tóxico. INDINAVIR, RITONAVIR Y SAQUINAVIR Inhibidores de proteasas que han ayudado mucho en el tratamiento del HIV y otros retrovirus, funcionan en la etapa inicial de adhesión de la proteína gp120 al receptor al ser inhibidores sintéticos de proteasas con un dominio idéntico al que es sustrato natural , por lo que se unen con mayor afinidad a la gp41 siendo inhibidores competitivos. Los mayores problemas son su mala absorción vía oral ya que son moléculas muy grandes, pasando poco al torrente sanguíneo y no cruza la barrera hematoencefálica. Actualmente hay antibióticos que se emplean como antivirales como la Rifampicina que actúa inhibiendo la replicación y transcripción de poxvirus y retrovirus al inhibir la transcriptasa inversa o la transcriptasa viral produciendo viriones defectuosos, además en poxvirus bloquea las etapas finales de la replicación impidiendo la formación de la envoltura viral. Actualmente en la terapia antiviral se aplica una terapia combinada que en el caso del HIV el cóctel incluye AZT, 3TC y un inhibidor de proteasas.

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Agentes Antimicrobianos VACUNAS 1. Virus muertos o inactivados: se cogen cepas virales, se desnaturalizan con calor o formaldehido eliminándose su capacidad infectiva, pero retienen su poder inmunogénico. Así se genera una respuesta inmunológica protectora, pero al estar inactivado su garantía inmunogénica es baja con un índice de reversión bajo. 2. Virus enlentecidos o atenuados: son menos infectivos y su capacidad inmunogénica es mayor, esta vacuna se obtiene por la aproximación de Jenner y Pasteur que consiste en dar pases sucesivos a las células en medios de cultivo disminuyendo su virulencia, se aplican como dosis mínimas ya que se multiplica en el huésped generando una respuesta amplificada, la verdadera vacuna es la progenie viral, es mejor inmunogénica produciendo los 5 tipos de inmunoglobulinas. Por ejemplo contra el sarampión, rubéola, parotiditis, fiebre amarilla, polio… 3. En subunidades: se determina por técnicas genéticas y bioquímicas la parte inmunogénica, así se determina el antígeno, estas proteínas se clonan en un vector seguro (virus vacunal), lo que permite obtener grandes cantidades de la vacuna y además es segura porque no lleva el virus entero y así el riesgo de reversión es prácticamente nulo.

FENÓMENOS DE INTERFERENCIA ANTIVIRAL En todos los modelos de estudio sobre infección viral se simplifica el proceso al suponer que una célula se infecta por un solo virus o por una población homogénea de virus, pero en la realidad esto es extraño y normalmente se producen coinfecciones con virus no relacionados entre sí. Si hay una infección múltiple pueden ocurrir dos cosas: 1. Las distintas clases de virus sean capaces de replicarse: pueden aparecer mezclas fenotípicas que ocurren cuando en la cápside hay una mezcla de proteínas de virus distintos, pudiendo llegar incluso a la transcapsidación formándose partículas virales nuevas con una cápside distinta a la suya y este proceso no se transmite a la progenie. Si el intercambio ocurre a nivel de los ácidos nucleicos la recombinación parcial de virus infectivos da lugar a la aparición de virus mixtos que deberán ser estables. Como por ejemplo el virus de la gripe y otros virus con el material genético fragmentado. 2. Algunos virus se replican impidiendo a la vez la replicación de otros virus: la replicación de un tipo de virus disminuye el rendimiento multiplicativo de otros virus en una célula coinfectada, este proceso se llama interferencia viral y existe a tres niveles: a. Superficial: ocurre a nivel de los receptores de la célula infectada, la llegada del primer virus al contactar y ser absorbido por la célula modifica la estructura de los receptores celulares modificando o inhibiendo la entrada del segundo virus. Como por ejemplo los fagos de la serie epsilon “E” con Salmonella anatum modifica los receptores a nivel del polisacárido impidiendo la entrada de otros fagos o como el VIH-1 que cuando infecta un linfocito T CD4 por contacto con gp120 no permite la infección por otros virus que no sean VIH-1. b. Intracelular: todos los virus son absorbidos y allí se produce la interferencia:  Homóloga: los virus están emparentados genéticamente, por ejemplo el fago lambda “λ” al infectar sintetiza un represor que no deja que los fagos coinmunes se repliquen.  Heteróloga: ocurre entre virus que no están relacionados genéticamente, por ejemplo los fagos de la serie T impiden la replicación del fago λ cuando se produce esta coinfección. c. Secuencial o por interferón (Ifn): en este caso el fenómeno de interferencia entre virus no requiere que estén simultáneamente en la célula, sino que la infección del primer virus crea un estado antiviral que inhibe la entrada de virus que puedan llegar más tarde, esta represión es exclusiva de vertebrados y se considera una adquisición tardía en la evolución. El interferón es una familia de proteínas compuesta por unas 20-25 producidas por células animales que tienen una elevada capacidad antiviral, existen tres familias:  Interferón alfa “α”: producido por leucocitos.  Interferón beta “β”: producido por fibroblastos.

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Interferón gamma “γ”: producido por células inmunitarias (Linfocitos B, macrófagos…).

PROPIEDADES DEL INTERFERÓN 1. No tiene ningún tipo de actividad enzimática conocida, pero su actividad biológica antiviral es la más potente conocida, siendo activos a concentraciones de 10-14M. 2. No actúan sobre partículas virales libres, solo inhiben su replicación intracelular. Son muy difíciles de trabajar porque se producen en poca cantidad y tienden a agregarse con otras moléculas. 3. Especificidad de especie, es decir, en principio bloquean la replicación viral en las células de la especie que lo ha producido, el efecto protector es sólo en esa especie. 4. Son glicoproteínas termorresistentes de modo que calentamientos a 60 ºC durante una hora no les afectan y son estables al pH ácido, aunque su máxima actividad se da a pH neutro, sólo son sensibles a algunas proteasas digestivas. 5. Son inmunomoduladores ya que modulan la actividad de linfocitos y macrófagos, se han descrito también como reguladores del crecimiento y de la división celular INDUCCIÓN Y MODO DE ACCIÓN Dos antibióticos aislados del hongo Penicillium al aplicarlos sobre células humanas inducen la aparición de interferón, estos antibióticos están constituidos por RNA bicatenario (RNAds), esto significa que el RNAds es muy raro en la naturaleza, de hecho solo aparece en algunos virus que presentan RNAds y otros con RNA monocatenario (RNAss), en los cuales aparece durante la replicación. El modo de acción se basa en que cuando un virus animal infecta una célula, entra en contacto con ella y se absorbe, aparece una forma de RNAds que induce el interferón: • Podría actuar a nivel de la membrana celular por segundos mensajeros y estos reprogramar la expresión génica para traducir algunas enzimas antivirales como podría ser un descenso en el número de ácidos grasos no saturados de los fosfolípidos de membrana, una disminución del transporte de moléculas de membrana y aumento en el número de antígenos de superficie y de receptores de la región constante de la inmunoglobulina. • Bloqueo parcial o total de la replicación viral, esto está descrito para poxvirus y arbovirus, también se ha descrito bloqueo del proceso de ensamblaje. • A nivel de la traducción viral de proteínas, en muchos virus la replicación y traducción van acopladas, sobre todo en virus grandes que necesitan sus propias polimerasas, de modo que no se replican porque no tienen la polimerasa. MECANISMOS DE ACCIÓN 1. Inhibición de la maduración del DNA, no llevando metiladas las Guanosinas de la región 5’. Se cree que es por la inducción de un intermediario que bloquea a la enzima metilante. Pero no es selectivo, es decir, la célula se autolesiona para evitar un daño mayor impidiendo así la propagación de los virus. 2. Hidrólisis preferente del RNA mensajero por inducción de rutas nuevas que no existen en células normales como la de la Ribonucleasa L que comienza al formarse RNA ds y el interferón, con lo que empiezan a transcribirse mensajeros que inducen la síntesis de oligoadenilatos nuevos del tipo 2’ 5’ por la oligoadenilato sintetasa, estos suelen ser de menos de 5 nucleótidos y el oligonucleótido activa a una enzima latente que es la Ribonucleasa L que lleva a cabo la degradación específica de RNA mensajeros y ribosómicos que es una señal de apoptosis, es una enzima inespecífica pudiendo degradar RNA mensajero viral y celular, pero en realidad los virales se degradan a mayor velocidad que los celulares, es crítico el oligonucleótido ya que se une a la Ribonucleasa L. La Ribonucleasa L se induce por RNAds, pero solo degrada RNAss. 3. Inhibición de la síntesis de proteínas virales, el proceso depende de la formación de RNA ds que de lugar a un interferón y aparece la proteinquinasa R que inicia una cascada de fosforilación y bloquea factores (eIF-2, histonas) necesarios para la traducción del RNA mensajero, este proceso se puede impedir por una fosfatasa, paro mientras hay RNAds no actúa la fosfatasa. Los tres tipos de interferón inducen el mismo estado antiviral por mecanismos similares. APLICACIÓN Y PERSPECTIVAS EN EL USO DEL INTERFERÓN

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Agentes Antimicrobianos Al principio existían muchas expectativas ya que provocan la regresión y desaparición de tumores, pero estas no se ha cumplido, pero han servido para conocer nuevos detalles de los ciclos de infección y replicación virales. El tratamiento profiláctico con interferón para ciertas infecciones virales es inviable ya que es muy difícil de aislar y purificar, el coste por tanto no es asumible. VIRUS ONCOGÉNICOS, TERAPIA ANTITUMORAL O INMUNOSUPRESORA El interferón ha obtenido éxitos parciales frente a tumores malignos como el cáncer de mama y el de médula inducidos por virus, sólo el 50% de los pacientes mejoran y los efectos secundarios eran muy severos (fiebre, debilidad, fallos del sistema inmune…). Hay ensayos positivos contra la hepatitis C, ya que reduce la infección del virus y potencia las defensas inmunitarias, pero los resultados no son concluyentes ya que sólo el 25-50% de los pacientes mostraron una mejora definitiva. Se siguen varias estrategias: • Administrar inductores de interferón (RNAds), pero no funciona porque las células lo degradan.

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Aislar RNAds natural y clonarlo (no está comprobado). Obtener genes del interferón, clonarlos en bacterias y obtener mutantes desregulados para que lo produzcan de forma masiva.

CONCLUSIÓN • Profundizar en los mecanismos de replicación virales. • Conocer mejor la capacidad de respuesta del sistema inmunológico.

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