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MECANISMOS DE ADQUISICION DE RESISTENCIA ANTIBIOTICA
La resistencia antibiótica se puede clasificar en tres grandes grupos: 1. intrínseca, 2. mutacional y 3.
adquisición de material genético de otras bacterias.
Resistencia intrínseca:
Se refiere a características específicas de ciertos grupos bacterianos que les permite ser resistentes por
naturaleza.
Mutaciones:
Las bacterias se reproducen por fusión binaria, en donde una célula progenitora se divide y forma 2
células hijas. Así, por ejemplo una bacteria de E. coli produce mas de un millón de células en 20
generaciones en 7 horas. Mientras que los humanos producen de 4 a 5 generaciones en 1 siglo.
Las mutaciones producen cambios al azar en el material genético que pueden resultar en un
microorganismo más resistente a un antibiótico que su antecesor.
Las bacterias adquieren ciertas características (fenotipos), a través de mutaciones en su estructura
genética. A mayor numero de generaciones producidas, mayor probabilidad de que se produzcan
mutaciones.
Las mutaciones espontáneas ocurren naturalmente en una rata de aproximadamente 10-8 por
generación y resultan de un error en la replicación dentro de la bacteria se requiere de múltiples
cambios para obtener altos niveles de resistencia aunque en ocasiones basta el cambio de un solo
nucleótido en el ADN microbiano para resultar en resistencia frente a algunos antibióticos
Las mutaciones inducidas son causadas por factores externos, como agentes químicos por ejemplo
antibióticos, calor o radiación. Estas mutaciones representan una medida de supervivencia y son
consideradas como eventos aleatorios que le dan ventajas selectivas a la célula.
La probabilidad de mutación se incrementa cuando el agente que la provoca está al limite de su
potencia y es aplicado por un periodo prolongado.
Adquisición de material genético de otro microorganismo que codifica resistencia antibiótica
Hay genes presentes fuera de la estructura cromosomal normal de la bacteria. Los genes pueden ser
transmitidos entre bacterias de la misma o diferente cepa, así como a otras especies e incluso a otros
géneros. Así cada nueva progenie llega a ser resistente y potencial donador de rasgos de resistencia a
innumerables bacterias de un medio.
El material genético extracromosomal en las bacterias es contenido primariamente en plasmidos y
transposones.
La combinación del material genético cromosomal y extracromosomal, da a las bacterias versatilidad
genética y la posibilidad de desarrollar resistencia a antibióticos y nueva patogenicidad.
La adquisición de material genético de otro microorganismo que codifica resistencia antibiótica, es el
proceso más común a través del cual la resistencia antibiótica es diseminada. Esto se logra
principalmente a través de tres mecanismos de bacteria a bacteria: 1. Transformación, 2. Transducción y
3. Conjugación; además una vez adquirida la resistencia esta puede ser transmitida de célula madre a
célula hija..
Transformación: es el proceso a través del cual las bacterias adquieren segmentos libres de ADN del
medio ambiente. Se cree, sin embargo, que no es un proceso de ocurrencia natural en la mayoría de los
microorganismos, pues se requiere mucha manipulación para producir transformación in vitro.
Transducción: es un proceso a través del cual ADN exógeno es transferido de una bacteria a otra por
la inserción mediante un fago. La fuente de ADN puede ser de un plasmido dentro de la célula o puede
abarcar una porción del cromosoma bacteriano. En la Transducción la bacteria es infectada por el fago,
inyectando éste su material genético dentro de la célula. Este proceso se ha demostrado tanto in vitro
como in vivo.
Conjugación: constituye el mecanismo más común de transferencia de genes de resistencia antibiótica.
La conjugación bacterial es la transferencia de una hebra de ADN cromosomal de un donador, a traves
de un pili hueco(o tubo de unión o conjugativo), a una célula receptora durante una forma de fusión
celular altamente localizada. La transferencia conjugal genética se realiza bajo el control genético del
plasmido y no por el cromosoma bacterial.
Los plasmidos son pequeños trozos extracromosómicos de ADN circular cerradas covalentemente, que
normalmente replican autónomamente en el citoplasma bacteriano. Son fácilmente intercambiados entre
diferentes bacterias de igual o distinta especie y normalmente portan genes no esenciales para
crecimiento y multiplicación de la célula, que codifican para diversos grupos de proteínas. Puede llevar
una variedad de genes diferentes cada uno aportando resistencia para distintos tipos de antibióticos.
Pueden codificar para genes que permiten la producción de toxinas o pili, permiten al hospedero usar
fuentes de energía alternativas, expresar factores de virulencia, proveer resistencia a metales pesados
así como funciones de transferencia y replicación.
La resistencia mediada por plasmidos ocurre en la mayoría de especies bacterianas, media para
resistencia a múltiples drogas, y presenta una alta rata de transferencia de una célula a otra,
usualmente por conjugación (pero también por transformación y transduccion).
En resumen, se cree que los plasmidos proveen la flexibilidad necesaria a la bacteria para enfrentar
condiciones ambientales cambiantes como la contaminación de su ecosistema con metales pesados u
otros agentes como los antibióticos.
Se ha demostrado que algunos plasmidos contienen una región móvil denominada transposón, que está
limitada por secuencias altamente repetidas. Esta característica le permite moverse del plasmido al ADN
cromosómico. La inserción de un trasposon a un gen interrumpe ese gen y codifica para rasgos
parecidos, como por ejemplo resistencia antibiótica.
La relación entre un transposón y su huésped es semejante a la de un parásito y su huésped. La
importancia de los transposones radica en la expansión del rango de células hospedero a las cuales
transferir genes de resistencia. Evidencia actual sugiere que la resistencia a penicilina y tetraciclina se ha
diseminado ampliamente por plasmidos que contienen transposones.
La resistencia mediada cromosomalmente (mutaciones) es un problema clínico menor, que la
transferencia genética de resistencia por plasmidos y transposones, ya que esta ultima ocurre mas
frecuentemente.