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Microbiologia General
FaCENA UNNE
Resistencia a Antibióticos
Mecanismos de resistencia
Prof. Laura Irene Piccoli
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Antibiótico
MOLECULA NATURAL, SINTETICA O
SEMISINTETICA CAPAZ DE INDUCIR
LA MUERTE O DETENER EL
CRECIMIENTO DE UNA POBLACION
BACTERIANA.
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Resistencia…
• Resistencia intrínseca
i) la bacteria no tiene la molécula/reacción enzimática que es el blanco del
antibiótico.
ii) el antibiótico no puede ingresar al interior de la bacteria.
...es especie específica y género específica...
• Resistencia adquirida
i) se debe a la adquisición de genes que codifican para resistencia.
ii) o a la mutación de algunos genes (generalmente genes de las proteínas
blanco).
...es una propiedad específica de cada cepa (no todas las bacterias son
transformables)...
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Orígenes de la Resistencia Adquirida…
“Un antibiótico es un metabolito producido por una bacteria o un hongo que a baja
concentración puede inhibir el crecimiento de bacterias...”
“La mayoría de los antibióticos utilizados derivan de compuestos producidos por
bacterias y hongos del suelo...”
“La flora microbiana del suelo desarrolló mecanismos para defenderse de la actividad
de los antibióticos, es decir son mecanismos naturales, anteriores al uso clínico de los
antibióticos...”
“Las bacterias pueden transmitir estos
“Los genes normales de una bacteria
genes de defensa en forma horizontal
desde una cepa resistente a un cepa
sensible”
pueden mutar, haciendo que los
antibióticos no puedan actuar”
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Resistencia bacteriana…
Depende de...
el agente antimicrobiano.
la bacteria
el sitio donde se localiza la infección
Se puede cuantificar como un valor de concentración inhibitoria mínima
(CIM).
El valor de CIM puede aumentar entre 3 y 100 veces
“Cuando la resistencia se adquiere por
“Cuando la resistencia se aquiere por
mutación la CIM aumenta de 3 a 5
veces.”
transferencia horizontal de genes la
CIM aumenta por lo general entre 50 y
100 veces”
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química (enzimatica) del antibiótico...
2. Modificación de la molécula blanco...
3. Disminución de la disponibilidad intracelular del antibiótico...
3.1. Se impide la entrada
3.2. Aumenta el eflujo (salida)
4. Establecimiento de una ruta metabólica alternativa...
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
a. Inactivación de los b-lactámicos por b-lactamasas
R
O
C
NH
S
CH3
N
O
CH3
COOH
Activa
R
O
C
NH
S
O C
H
N
CH3
CH3
COOH
Inactiva
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
a. Inactivación de los b-lactámicos por b-lactamasas
b-lactamasas...
i.) Existe un gran número de enzimas diferentes…
ii.) Se agrupan por familias de acuerdo al gen que las codifica…
iii.) Pueden estar codificadas en plasmidios o en el cromosoma…
Gram (–)
Periplasmáticas
Constitutivas
Penicilinas = Cefalosporinas
Gram (+)
Extracelulares
Inducibles
Más activas contra Penicilinas
que Cefalosporinas
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
a. Inactivación de los b-lactámicos por b-lactamasas
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
a. Inactivación de los b-lactámicos por b-lactamasas
Ampicilina
Inhibidores (competitivos) de b-lactamasas
Ac. Clavulánico
Tazobactama
Sulbactam
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
b. Inactivación de Cloramfenicol (50S)
Cloranfenicol Acetil
Transferasa (CAT)
O2N
NH CO CHCl2
CH CH CH2
OH
OH
AcCoA
Cloranfenicol Acetilado no se une al
ribosoma...
O2N
NH CO CHCl2
CH CH CH2
OH
O CO CH3
AcCoA
Existen muchas CAT distintas,
probablemente de origen
independiente…
O2N
NH CO CHCl2
CH CH CH2
O
O CO CH3
CO CH3
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
c. Inactivación de Aminoglicósidos (30S)
Hay 3 tipos de enzimas
modificacdoras de AG...
Ac
NH2
NH2
N-acetil transferasas (AcCoA)
O-adeniltransferasas (ATP)
O-fosfotransferasa (ATP)
OH O
O
CH2OH O
O
CH2NH2
OH
OH
OH
Ac: acetilación
P: fosforilación
Ade: adenilación
NH2
OH
P
OH
Ade
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
c. Inactivación de Aminoglicósidos (30S)
La modificación química generalmente limita el ingreso del antibiótico. Están
en el periplasma en bacterias Gram (-)…
La presencia de los grupos OH o NH2 hacen que un determinado
aminoglicósido sea susceptible o no a modificación por estas enzimas…
Las enzimas modificadoras están codificadas en plasmidios, transposones o
integrones…
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Mecanismos de Resistencia…
1. Modificación química del antibiótico...
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Mecanismos de Resistencia…
2. Modificación de la molécula blanco...
b-lactámicos (pared):
Cambios (mutaciones) en las PBP (Penicillin Binding Proteins)… disminuye la
afinidad. Más común en Gram +.
NO b-lactámicos (pared):
Involucra varios genes. Cambia la cadena lateral D-ala-D-ala por D-ala-Dhidroxibutirato, o D-ala-D-lactato en la síntesis de PG….
Este cambio es reconocido por las enzimas de síntesis de PG...pero no por la
Vancomicina…
Ampicilina
Vancomicina
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Mecanismos de Resistencia…
2. Modificación de la molécula blanco...
Macrólidos (30S):
Eritromicina: una rRNAmetilasa introduce 2 grupos metilo en 2 adeninas del rRNA
de 23S de la subunidad mayor del ribosoma...no hay unión.
Rifampicina (síntesis de RNA):
Mutación puntual en la subunidad b de la RNA polimerasa…
Quinolonas (síntesis de DNA, quimioterápicos):
Mutación puntual en la subunidad A de la DNA girasa…
Ac. Nalidíxico
Eritromicina
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Mecanismos de Resistencia…
3. Disminución de la disponibilidad intracelular...
Las bacterias pueden...
i.) Disminuir la captación por cambios en la permeabilidad. Ej. Modificación
química de los aminoglicósidos, alteración de porinas…
ii.) Mediante un mecanismo de transporte activo, expulsar al antibiótico. Ej.
Tetraciclina...bombas de flujo inducibles...dependientes de energía. Presentes
en Gram (+) y Gram (-)…
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Mecanismos de Resistencia…
3. Disminución de la disponibilidad intracelular...
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Mecanismos de Resistencia…
4. Establecimiento de una ruta metabólica alternativa...
Es un tipo de resistencia mediada por cambios en la molécula blanco.
En este caso cambian varias enzimas de la ruta metabólica haciendo que
el antibiótico no pueda actuar.
Ej.: Sulfas y Trimetoprim
Trimetoprim
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Sulfametoxazol
Trimetoprim
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Mecanismos de Resistencia…
Resumen mecanismos de resistencia...
“Bombas de
expulsión”
“Enzimas que
degradan el
antibiótico”
“Enzimas que
modifican el
antibiótico”
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Mecanismos de Resistencia…
Resumen transferencia horizontal de resistencia...
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Historia de los antibióticos
Linea temporal de eventos
1932,
Descubrimiento
de las
Sulfonamides
1952,
1956,
Descubrimiento
Se introduce la
de la
Vancomicina
Erythromycin
Disponible el
Linezolid
2000
1900
1928,
Descubrimiento
de la Penicillina
1962,
1980’s,
1940’s:Penicilina
Surgimiento de Disponibles las
comienza a
las Quinolones Fluoroquinolonas
comercializarse, sintesis
de cefalosporinas
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CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS
Según sitio blanco
Inhibición de la
pared
ß-lactámicos
Glicopéptidos
Fosfomicina
Bacitracina
Metabolismo del
ácido Fólico
Trimetoprim
Sulfonamidas
Replicación del DNA (DNA girasa)
Quinolonas
Síntesis proteica
50S:
Eritromicina
Clindamicina
Síntesis proteica
30S:
Aminoglucósidos
Tetraciclina
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Se habla de resistencia en tres niveles:
1-Mecanismo de resistencia: codificado por la
célula bacteriana
2-Resistencia poblacional: frecuencia de
mutación
3-Resistencia farmacocinetica por que el ATM
no alcanza concentraciones útiles en donde se
esta produciendo una infección25
Mecanismos de Resistencia

Cromosómica:
La resistencia a Trimetoprim está dada por mutaciones en el gen dfr que
determinan una mayor expresión de la enzima dihidrofolato reductasa o
enzimas con menor afinidad por el antibiótico.
La resistencia a sulfonamidas consistiría en mutaciones en el gen folP
(dihidropteroato sintasa), resultando en una menor afinidad del antibiótico
por la enzima mutada.

Otros mecanismos incluyen la sobreproducción de PABA y alteraciones en
la permeabilidad de la membrana celular.
 Plasmídica:
La resistencia a ambos antibióticos se da por la portación de
variantes no alélicas y resistentes a ambas drogas de las
enzimas blanco cromosómicas (dihidrofolato reductasa y
dihidropteroato sintasa)
26
27
Ácido dihidrofólico
Trimetoprim
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Características Farmacocinéticas:
Concentración
K= Tasa de destrucción
Relación Dosis-Antibióticos
Antibióticos dosis dependientes
• ABC/CIM = K0>K1>K2
•Relación Pico/CIM
Tiempo
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Actividad in vitro
 Actividad sinérgica con beta lactámicos y
glicopéptidos.
 Efecto Post antibiótico
 Régimen de dosificación
Dosis única
Menor incidencia de efectos tóxicos
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REPLICATION
TOPO IV
GYRASE
TRANSCRIPTION
31
Organización Normal del DNA en Procariotas
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Acción de las Quinolonas
5
O
4
6
7
3
2
8
N
1
33
34
Efecto de las Quinolonas
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MECANISMOS DE RESISTENCIA A QUINOLONAS
1. Disminución de la concentracion intracelular
-permeabilidad reducida y/o
-bombas de expulsión activas
2. Modificación de la diana:
Cambios en las topoisomerasas
3. Protección de la diana:
Proteínas Qnr
4. Inactivación enzimática
Acetilasa AAC 6’ Ib-cr
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MECANISMOS DE RESISTENCIA A QUINOLONAS
4. Inactivación enzimática: Acetilasa AAC 6’ Ib-cr
Origen plasmídico
N-acetilación del grupo amino del radical piperacinil
No compromete la actividad frente a aminoglucósidos
Afecta a ciprofloxacino y norfloxacino (pero no a otras FQ)
Moderado incremento en la CMI
Favorece la aparición de mutantes más resistentes
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LUEGO DE LA INTRODUCCIÓN DE
UN NUEVO ANTIBIOTICO TARDE O
TEMPRANO
SE
DESARROLLA
RESISTENCIA AL MISMO
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TIPOS DE RESISTENCIA
NATURAL: propia del microorganismo. Por ejemplo: resistencia a
la vancomicina en bacilos gram negativos
ADQUIRIDA: es aquel tipo de resistencia que determinada especie
ha adquirido a lo largo del tiempo. Por ejemplo: resistencia a
penicilina en S.pneumoniae
Esta resistencia puede ser: En un solo paso ( Plasmidica )
En forma gradual ( Cromosomica )
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MECANISMOS BIOQUÍMICOS DE RESISTENCIA
•
Inactivación
enzimática
•
Alteraciones de la
permeabilidad
•
Alteraciones de la
diana
•
Nuevas vías
metabólicas
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