Mecanismos de resistencia bacteriana 2

• Natural

• Adquirida

– Ausencia de órgano blanco• Pared celular – Chlamydias, Formas L

– Pobre [ ] de atb en órgano blanco• Penicilina – K. pneumoniae• Carbapenems – S. maltophilia

• Cromosomal– Normalmente a 1 solo

atb– Diseminación lenta– No diseminación entre

diferentes sp.– 1 simple paso:

Estreptomicina– Multiples pasos:

penicilina– Cambios estructurales

• Plasmidica (Factor R)– A varios atb– Diseminación rápida

(pasmidos promiscuos)– Diseminación entre

diferentes sp.– Desactivación enzimática

• Mutación aleatoria simple– Modificación de blancos

• Adquisición de DNA foráneo– Conjugación– Transducción– Transformación– Transposición

• Elementos genéticos– Cromosoma– Plasmidos (constitucionales – inducidos)– transposones

•From S. N. Cohen and J. A Shapiro, “Transposable Genetic Elements.” Copyright © 1980 by Scientific American, Inc.

http://www.uhmc.sunysb.edu/microbiology/12

Tn5397

http://www.eastman.ucl.ac.uk/~microb/gene_transfer.html

• Alteración de órgano blanco– PBP: penicilina– DNA girasa: Quinolonas– Ribosomas: Macrólidos y AG

• Inactivación enzimática– Betalactamasas: penicilinas y cefalosporinas– Enz modificadoras: AG, Cloranfenicol

• Disminución del acceso al órgano blanco– Disminución de la permeabilidad: OMP para BL y Q– Eflujo: macrólidos, tetraciclinas, Q

• Otros– Vías metabólicas alternas

• Alteración de PBP– Mec A – PBP2a– MRSA– PRSP

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vanR vanYvanS vanH vanA vanX vanZ

Vancomycin resistance gene sequence

Detects glycopeptide; switches on other genes

CleavesD-Ala-D-Ala

Produces D-Lac *CleavesD-Ala and

D-Lac from end chain

ProducesD-Ala-D-Lac

Exact role?Teicoplaninresistance?

• Seven-step gene co-operation• Involves activity of resolvase, transposase and ligase enzymes• Alters pentapeptide precursor end sequence from

D-alanyl-D-alanine to D-alanyl-D-x, where x is lactate, serine or other amino acid

• Or produces (vanY) tetrapeptide* that cannot bind vancomycin

Target modification

• Producción de betalactamasas– Penicilinasas– Cefalosporinasas– Imipenem hidrolasas

• Alteración de PBP– PBP-2 - S. aureus– PBP-5 - E. faecium

• Disminución de la permeabilidad

• Cromosomales– Penicilinasas– Cefalosporinasas: SPACE– Carbapenemasas: S maltophilia, B. fragilis

• Plasmidicas– TEM– OXA– CARB– SHV– ESBL

• E + S E.S E-S E+P

• Parámetros:– Km (Cte de afinidad del enzima por el sustrato)– Vmáx (velocidad máxima de hidrólisis)– Eficiencia de hidrólisis (Vmáx. S / Km+S)

N

S

C

HN

H H

COOH

CH3

CH3

O

RC

O

penicilloic acidpenicillin

HN

SHN

H H

COOH

CH3

CH3

RC

O

CHO

O

-lactamase R1CONH

N

S

COO

O

HH

CH2R2

cephalosporin cephalosporoic acid

R1CONH

HN

S

COO

HH

CH2R2C

OHO

-lactamase

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Europa America Latina America delNorte

1997

1998

1999

2000

2001

2002

%% B

LEEs

Sader H y cols, 2005

• Disminución de unión al ribosoma

• Disminución de la permeabilidad

• Producción de enzimas modificadoras– Fosforilación– Nucleotidación– acetilación

• Bloqueo de unión al ribosoma– tetM, tetO, tetQ– Amino-acil-tRNA al ribosoma

• Eflujo– tetA, tetG (G-) tetK, tetL (G+)

• Disminución de la permeabilidad

• Enzimas modificadoras

TetH Tet –

Mg 2+

TetMg +

TetH

H+

H+

cytoplasmic membrane

tetracycline resistance protein

active transport system

mechanism of tetracycline resistance

Proton antiport tet-Mg++

• Cambios en la DNA girasa

• Disminución de la permeabilidad

• Eflujo

• Topoisomerasa II = DNA girasa– gyrA – gyrB

• Topoisomerasa IV– parC – parD

• Gram – gyrA – RESISTENCIA A TODAS

• Gram + : primero parC y despues gyrA– No a todas – probrar sensi

• Resistencia a cefalosporinas de 3 y 4 G y monobactámicos; resistencia a FQ

- Amp C, derepresión o mediada por plásmidos

- Betalactamasas de espectro extendido (BLEEs)

- Resistencia a fluoroquinolonas por mutaciones en GyrA o mediada por plásmidos (qnr)

• Aparición y diseminación de gram negativos no fermentador

-Stenotrophomonas maltophilia• P. aeruginosa y Acinetobacter spp. multiresistentes

- Amp C/OMP/bombas de flujo

- metallo- -lactamasas (IMP, VIM, SPM, GIM y more)

- Refractarias a la polimixina

Mecanismo de acción Antibiótico

Beta-lactamasas, AmpC cephalosporinasas)

Ceftazidime y cefalosporinas de espectro extendiddo

Mutaciones en DNA topoisomerasa Quinolonas

Enzimas modif. Aminoglucósidos Aminoglucósidos

Bombas de flujoAminoglucósidos, quinolonas, tetraciclinas, SMX/TMP

Elementos genéticos móviles Resistencia a múltiples clases

Proteinas de membrana externa Imipenem

29MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2002;51:565–567

S. aureus Penicillin-resistantS. aureus

Penicillin Methicillin

1950s 1970s

Methicillin-resistantS. aureus (MRSA)

Vancomycin-resistantenterococci (VRE)

Vancomycin

Vancomycin-intermediate

S. aureus (VISA)

Vancomycin-resistant

S. aureus (VRSA)

1990s1997

2002

• Betalactámicos - alterar PBP - Betalactamasas• Glicopeptidos - inh transglicolasa

– Vancomicina – van A, B, C– Teicoplanina

• Quinolonas– mutación DNA gir– Eflujo

● E. coli y Klebsiella sp. productoras de BLEEs

● Enterobacter sp. productor de beta-lactamasas cromosomales (enzimas ampC)

● Resistencia a Fluoroquinolonas and aminoglucósidos entre diversos gram-negativos particularmente E. coli

● Bacilos gram-negative no fermentadores (Pseudomonas y Acinetobacter) multiresistantes (incluyendo carbapenemes)

● Enterococos resistentes a Vancomicina

● MRSA