Wykłady Antybiotyki PDF

Wykład 1 Leki przeciwdrobnoustrojowe Podział tradycyjny: Antybiotyk – lek przeciwbakteryjny pochodzenia naturalnego Chemioterapeutyk – leki, które nie maja swoich odpowiedników w przyrodzie Rozumienie teraźniejsze – antybiotyk jako nazwa wszystkich leków Podział antybiotyków Naturaln...

Wykład 1 Leki przeciwdrobnoustrojowe Podział tradycyjny: Antybiotyk – lek przeciwbakteryjny pochodzenia naturalnego Chemioterapeutyk – leki, które nie maja swoich odpowiedników w przyrodzie Rozumienie teraźniejsze – antybiotyk jako nazwa wszystkich leków Podział antybiotyków Naturalne – metabolity bakterii, pleśni, grzybów Penicylina benzylowa Glikopeptydy Penicylina fenoksymetylowa Półsyntetyczne – naturalny produkt wyjściowy – pochodne uzyskane droga chemicznej modyfikacji Półsyntetyczne penicyliny Cefalosporyny Syntetyczne – pełna synteza i odtwarzane struktury naturalnej Chloramfenikol Monobaktamy Zastosowanie antybiotyków 1. Profilaktyka – okołooperacyjna u chorych z podwyższonym ryzykiem zakażenia (implanty, immunosupresja) 2. Dekontaminacja – usuniecie lub zmniejszenie liczby mikroorganizmów skażających dany obiekt 3. Leczenie empiryczne – polega na podawaniu leku przeciwdrobnoustrojowego przed uzyskanie wyniku badania mikrobiologicznego 4. Leczenie celowane – dobór leku na podstawie wyizolowanego czynnika etiologicznego zakażenia i wyniku oceny jego lekkowrażliwości) Antybiotykoterapia empiryczna Odbywa się z uwzględnieniem informacji dotyczących stanu epidemiologicznego szpitala: Udziału szczepów w zakażeniach chorych hospitalizowanych na danym oddziale Profilu lekkowrażliwości izolowanych szczepow Częstość występowania tzw. alert patogenów Terapia celowana Przeprowadzana w oparciu o wynik testu lekkowrażliwości Najbardziej pożądana często niemożliwa do zastosowania (koszty, czas, oczekiwania na wynik, trudności diagnostyczne, dobro pacjenta) Kryteria doboru antybiotyku do leczenia zakażeń Umiejscowienie zakażenia Czynniki etiologiczne zakażeń Farmakokinetyczne właściwości leków Stan pacjenta: ocena stanu odporności chorego, działania niepożądane leku (współistniejące choroby i przyjmowane leki) Koszt terapii Aktywność antybiotyków 1. Bakteriobójcza a. Betalaktamy b. Glikopeptydy c. Aminoglikozydy 2. Bakteriostatyczna a. Makrolidy b. Linozamidy c. Tigecyklina d. Tetracykliny e. Chloramfenikol f. Sulfonamidy Miary aktywności antybiotyków Minimalne stężenie bakteriobójcze (MCB) to najniższe stężenie antybiotyku wyrażone w mg/L które w określonych warunkach in vitro zmniejsza o 99.9% liczbę mikroorganizmów w podłożu zawierającym określone inokulum bakterii, w określonym czasie Minimalne stężenie hamujące (MIC) to najniższe stężenie wyrażone w mg/L które w określonym czasie warunkach in vitro zapobiega wzrostowi bakterii w określonym okresie czasu ! MBC vs MIC. Analiza porównawcza Stosunek MBC/MIC dostarcza ważnych informacji dotyczących bakteriobójczego/bakteriostatycznego charakteru antybiotyku Środek przeciwdrobnoustrojowy jest zarówno hamujący jak i bakteriobójczy, jeśli stosunek MBC/MIC jest niski, zwykle na poziomie 4:1 Wyższy wskaźnik MBC/MIC sugeruje ze lek ma charakter bakteriostatyczny Współczynnik MBC/MIC ma znacznie kliniczne w doborze leczenia w zakażeniach zagrażających życiu lub w leczeniu pacjentów z obniżoną odpornością. Aktywność antybiotyków c.d. 1. Wąskie spektrum – ograniczone do określonej grupy drobnoustrojów np. tylko gram dodatnich lun tylko gram ujemnych 2. Szerokie spektrum – zarówno bakterie gram dodatnie jak i gram ujemne (dotyczy również beztlenowców). Penicyliny półsyntetyczne, tetracykliny, Cefalosporyny Przykłady leków o wąskim spektrum Leki aktywne wobec pałeczek gram ujemnych: kolistyna, aztreonam Leki aktywne wobec ziarniaków: penicylina benzylowa, wankomycyna Leki aktywne wobec prątków gruźlicy: streptomycyna, cykloseryna Leki aktywne wobec grzybów: nystatyna Leki aktywne wobec pierwotniaków: fumagilina Podział antybiotyków ze względu na stopień wchłaniania Nie wchłaniające się: polimyksyny, aminoglikozydy, niektóre cefalosporyny, monobaktamy Słabo wchłaniające się (20-40% podanej dawki): benzopenicylina, ampicylina, linkomycyna, chlorotracyklina Średnio wchałaniające się (40-60% podanej dawki): nowobiocyna, tetracyklina Dobrze wchłaniające się (powyżej 60% podanej dawki): doksycyklina, chloramfenikol Podział antybiotyków ze względu na przenikanie do tkanek Łatwo przenikające: chloramfenikol, makrolidym tetracykliny Słabiej przenikające: streptomycyna, benzylopenicylina  Trudno przenikające: gentamycyny, polimyksyny, Podział antybiotyków ze względu na budowę chemiczną Antybiotyki beta – laktamowe Penicyliny Penicylina G, metycylina, mezlocylina, ampicylina ! , piperacylina, amoksycylina, kloksacylina Karboksypenicyliny Karpenicylina, tykarcylina Cefalosporyny I generacji: cefradyna, cefazolina II generacji: cefuroksym ! III generacji: cefotaksym, ceftazydym IV generacji: cefepim V generacji: ceftarolina Karbapenemy Imipenem, meropenem Monobaktamy Aztreonam Aminoglikozydy Streptomycyna, neomycyna, kanamycyna, gentamycyna, amikacyna, tobramycyna Tetracykliny Tetracyklina, limecyklina, oksytetracyklina, chlorotetracyklina, doksycyklina Glicylocykliny Tygecyklina Fluorocykliczne tetracykliny Erawacyklina Makrolidy Erytromycyna, spiramycyna, klarytromycyna Azalidy Azytromycyna Linkozamidy Linkomycyna, klindamycyna Glikopeptydy i lipoglikopeptydy Wankomycyna, teikoplanina, oritawancyna, dalbawancyna Fenikole Chloramfenikol, florfenikol Ansamacyny Rifabutyna, rifampicyna, rifaksymina Sulfonamidy Sulfasalazyna Nitroimidazole Metronidazol Nitrofurany Nifuroksazyd Chinolony i fluorichinolony I generacja: kwas nalidyksowy II generacja: norfloksacyna, ofloksacyna, cyprofloksacyna III i IV generacja: lewofloksacyna, moksyfloksacyna, delafoksacyna Fosfomycyny Fosfomycyna Mechanizm działania antybiotyków Mechanizm działania Klasa antybiotyku Przykłady substancji należących do danej klasy Synteza ściany komórkowej Hamowanie syntezy ściany Antybiotyki beta – Penicyliny naturalne, komórkowej poprzez laktamowe cefalosporyny I-V generacji, wiązanie z białkami karbapenemy wiążącymi penicylinę Hamowanie syntezy ściany Glikopeptydy Wankomycyna, teikoplanina komórkowej przez wiązanie z prekursorem peptydoglikanu Zakłócanie syntezy ściany Antybiotyki polipeptydowe Bacytracyna komórkowej Zaburzenia funkcjonowania błony komórkowej Interakcja z lipidowymi Antybiotyki polipeptydowe Polimyksyny składnikami błony komórkowej prowadzącą do utraty jej szczelności Wiązanie się (w obecności Lipopolipeptydy Daptomycyna jonów wapnia) z błoną komórkową bakterii i jej depolaryzacja oraz ucieczka jonów K+, a w efekcie śmierć komórki Hamowanie syntezy białek A. Inhibitory podjednostki 30S Wiązanie się z podjednostka Aminoglikozydy Streptomycyna, 30S rybosomu bakteryjnego i gentamycyna zakłócanie interakcji kodonu (w mRNA) z antykodonem obecnym w rRNA w rybosomie Blokownie podjednostki 30S Tetracykliny Tetracyklina, doksycyklina rybosomów bakteryjnych Hamowanie wydłużania Glicycykliny Tigecyklina łańcuchów polipeptydowych B. Inhibitory podjednostki 50S Zakłócanie procesu Makroloidy Erytromycyna transpeptydacji/translokacji i Oksazolidynony Linezolid w efekcie hamowanie biosyntezy białek bakteryjnych C. Inne inhibitory Blokowanie translokacji Kwas fusydowy Kwas fusydowy łańcucha polipeptydowego Inhibitory syntezy DNA Gyraza DNA i Chinolony, fluorochinolony Kwas nalidyksowy, Topoizomeraza IV ciproflokasacyna  Rozbijanie cząsteczek DNA Pochodne nitroimidazolu Metronidazol w komórkach bakteryjnych Inhibitory syntezy RNA Blokowanie bakteryjnej Rifamycyny Rifampycyna polimerazy RNA przez trwałe wiązanie się z jej podjednostką beta Inhibitory syntezy kwasu foliowego Zastępowanie kwasu p- Sulfonamidy Sulfatiazol, sulfametoksazol aminobenzoesowego w szlaku syntezy kwasu foliowego Hamowanie bakteryjnej Trimetoprim reduktazy kwasu dihydrofoliowego WHO AWaRe (Access, Watch, Reserve) Access – antybiotyki dostępne to antybiotyki o wąskim spektrum działania zazwyczaj z mniejszą liczbą skutków ubocznych, mniejszym potencjałem selekcji oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe i niższym kosztem. Są one zalecane do empirycznego leczenia większości powszechnym zakażeń i powinny być szeroko dostępne. Watch – antybiotyki obserwowane mają zazwyczaj większy potencjał selekcji oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe i są częściej stosowane u ciężej chorych pacjentów w warunkach szpitalnych. Ich stosowanie powinno być starannie monitorowane, aby uniknąć nadużywania. Reserve – antybiotyki rezerwowe to antybiotyki ostatniej szansy, które powinny być stosowane wyłącznie w leczeniu ciężkich zakażeń wywołanych przez patogeny oporne na wiele leków. Access group Amikacin Clindamycin Amoxicillin + clavulanic acid Cloxacillin Amoxicillin Doxycycline Ampicillin Gentamicin Benzylpenicillin Metronidazole Cefalexin Nitrofurantoin Chloramphenicol Spectinomycin Trimethoprim Sulfamethoxazole + trimethoprim Watch group Azithromycin Ciprofloxacin Cefixime Clarithromycin Cefotaxime Meropenem  Ceftazidime Piperacillin + tazobactam Ceftriaxone Vancomycin Cefuroxime Reserve group Cefiderocol Meropenem + varbobactam Ceftazidime + avibactam Plazomicin Colistin Polymyxin B Fosfomycin Linezolid Wykład 2 Charakterystyka antybiotyków beta-laktamowych Beta- laktamy Przykłady: ( ZNAĆ WZORY PIERŚCIENIOWE) l penicilinis l cephalosporins l carbapenemes l monobactams l acyl-D-Alo-D-Ala (cell wall precursor) Pierscień beta- laktamowy, determinujący aktywność antydrobnoustrojową Penicyliny Penicilliny to złożona grupa farmaceutyków zaliczana do antybiotyków beta- laktamowych Antybiotyki penicylinowe charakteryzują się działaniem bakteriobójczym, niską toksycznością narządową oraz dobrą penetracją do narządów i tkanek. naturalne (chyba): Penicylina benzylowa- pierwszy antybiotyk odkryty przez Aleksandra Fleminga Charakteryzuje się wąskim spektrum przeciwdrobnoustrojowym obejmującym głównie ziarenkowce (streptokoki i enterokoki) a także Neisseria menngitidis (zapalenie opon-mózgowo-rdzeniowych),  penicylina benzatynowa - rodzaj penicyliny benzylowej o przedłużonym działaniu, podawany domięśniowo przy anginie ropnej. sztuczne/półsyntetyczne: Penicyliny półsyntetyczne - aktywne wobec gronkowców wytwarzających penicylinzę - w Polsce dostępna jedynie kloksacylina Penicyliny szerokowachlarzowe: Ampicylina l spektrum penicyliny beenzylowej plus aktywność wobec pałeczek Gram- ujemnych (Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Shigella, Salmonella) i bakterii beztlenowych (Peptostreptococcus) l stosowana w profilaktyce okołoporodowej kobiet będących nosicielami Streptococcus agalactiae - hemoliza duża, wyraźna; chorobotwórcza bakteria l Podawana doustnie i perenteralnie (domięśniowo lub dożylnie) Amoksycylina: l Spektrum podobne do amicyliny ale większa aktywność zwłaszcza wobec Helicobacter pylori i Streptococcus pneumoniae l wysoka biodostępność - 8% l Leczenie zakażeń górnych i dolnych dróg oddechowych, układu moczowego oraz w terapii skojarzonej w leczeniu wrzodów żołądka. Piperacylina l Wprowadzona do leczenia w 1992 roku l Znalazła zastosowanie w leczeniu zakażeń bakteryjnych wywołanych przez tlenowe bakterie Gram- dodatnie (rodzaju Streptococcus, Enterococcus) oraz Gram-ujemnych (Pseudomonas, Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia) l Piperacylina (jako pojedynczy lek lub w skojarzeniu z tazobaktamem) stosowana jest w leczeniu zakażeń w obrębie jamy brzusznej, zakażeń dróg moczowych, zakażeń ginekologicznych, posocznicy, zakażeń dolnych dróg oddechowych, zakażeń skóry i tkanek miękkich, zakażeń kości i stawów, zakażeń mieszanych, zakażeń u osób z neutropenią, rzeżączki. Penicylina z inhibitorami beta-laktamaz Niektóre drobnoustroje wykazują oporność na działanie beta-laktamów, związaną między innymi z aktywnością beta-laktamaz, enzymów rozkładających beta-laktamy. Inhibioory beta-laktamaz mają budoę beta-laktamową i też mogą być substratami dla enzymów beta-laktamowych, z tym że ulegają powolniejszemu rozkładowi. Stosując  łącznie z antybiotykami beta-laktamowymi blokują beta-laktamazy, podwyższają skuteczność działania bakteriobójczego antybiotyku. Nie do wszystkich beta-laktamaz związki te mają jednakowe powinowactwo, a zatem nie zawsze wykazują działanie blokujące. Amoksycylina z kwasem klawulanowym: Kwas klawulanowy będący naturalnym metabolitem, Streptomyces clavuligerus, również posiada aktywność przeciwbakteryjną, ale w stężeniach bardzo wysokich, przekraczających możliwości praktycznego stosowania u człowieka. W leku kwasu klaulanowy występuje w formie soli potasowej. Odpowiednio dobrany ilościowo do amoksycyliny kwas klawulanowy praktycznie nieodwracalnie inhibituje B-laktamazy bakteryjne szczepów opornych na ampicylinę i amoksycylinę Inne przykłady leków l ampicylina z sulbaktamem l piperacylina z tazobaktamem (zakażenia wewnątrzszpitalne) l Tykarcylina z kwasem klawulanowym (zakażenia wewnątrzszpitalne) Cefalosporyny: Cefalosporyny dzielą się na generacje: I - spektrum działania obejmuje G(+) ziarniaki, np. cefazolina, cefaleksyna, cefadroksyl; II - spektrum działania obejmuje bakterie G(+) i G(-), np. cefuroksym, cefaklor; III - spektrum działania obejmuje bakterie G(-) ( w tym P.aeruginosa) np. ceftriakson, cefiksym IV- tak jak grupa II +gronkowce (MSSA) np. cefepim, cefpirom V - spektrum działania obejmuje bakterie G+ (w tym MTSA), G (-) i beztlenowce np. Ceftobiprol Cefalosporyny IV i V generacji: IV generacja : np. Cefepim, Cefpirom, Cefozopran Właściwości: Podobne jak III generacja większa oporność na działanie beta-laktamaz V generacja : Ceftobiprol Ceftarolina: aktywna wobec MRSA, nieaktywna wobec P.aeruginosa, Proteus sp.; szczepów ESBL (+) Monobaktamy:  Monobaktamy charakteryzują się obecnością pojedynczego pierścienia w swojej strukturze - posiadają tylko pierścień beta-laktamowy. Jedynym przedstawicielem tej grupy antybiotyków jest naturalnie występujący aztreonam Karbapenemy: l Przykłady: imipenem, ermopenem, doripenem, ertapenem l Brak aktywności wobec szczepów MRS, Nterococcus faecium, Strntotrophomonas maltophilis l wysoka oporność na beta-laktamy z wym na enzymy ESBL l rzadziej, w porównaniu z cefalosporynami, indukują występowanie wstrząsu septycznego l Szczepy wytwarzające karbapenmy mozna leczyc jedynie kolistyną Działania niepożądane beta-laktamów: Częstym objawem są: l osutki plamisto-grudkowe l ostre pokrzywki l anafilaksje o umiarkowanym lub ciężkim przebiegu l Niedokrwistość; l neutropenia, trombocytopenia zapalenia naczyń. Aminoglikozydy: l Działanie bakteriobójcze l Spektrum działania- tlenowe bakterie Gram-ujemne l (brak tlenu uniemożliwia transport leku do komórki bakteryjnej, dlatego nie działają na bakterie beztlenowe l Często stosowane razem z beta-laktamami - działanie synergiczne (beta-laktam uszkadza ścianę komórkową, dzięki czemu aminoglikozyd penetruje do środka komórki, i blokuje jednostkę 30 S rybosomu co powoduje zahamowanie syntezy białek lub synteza białek o nieprawidłowej strukturze, działających toksycznie) l Skuteczność leku zależy od dawki (duża dawka raz dziennie) l Nie działają w niskim pH - brak możliwości leczenia np. wrzodów żołądka Działania niepożądane Aminoglikozydów: l Ototoksyczność- osłabienie słuchu, stosowane przez ciężarną mogą, prowadzić do głuchoty u noworodka, zaburzenia równowagi l Nefrotoksyczność - martwica cewek nerkowych l Wysypki, zaburzenia żołądkowo-jelitowe Aminoglikozydy - przykłady: Streptomycyna Gentamycyna Amikacyna Tobramycyna Szerokie spektrum przeciwbakteryjne; Gram- dodatnie (Głównie Staphylococcus aureus) Gram ujemne: E.coli, E.aerogenes, Providencia spp., Proteus spp., Morganella spp., Serratia spp., Yersinia Tetracykliny: l Antybiotyki bakteriostatyczne l Związki wielkocząsteczkowe naturalne i półsyntetyczne l Szerokie spektrum działania: bakterie Gram-dodatnie, Gram-ujemne w tym odzwierzęce takie jak: Leptospira), bakterie atypowe, bakterie beztlenowe l Mechanizm działania: blokują jednostkę 30S rybosomu bakteryjnego poprzez odwracalne blokowanie przyłączania amino-acylu tRNA co uniemożliwia wydłużanie peptydów. l Jony metali chelatują tetracykliny, nie przyjmować ich z nabiałem i lekami zobojętniającymi kwas solny Działania niepożądane tetracyklin: l Wbudowują się do rosnących kości l Fotouczulenie l Nudności, wymioty, biegunka l Uszkodzenie wątroby Przykłady tetracyklin: l Tetracyklina l Doksycyklina l Tygecyklina (pochodna tetracykliny) - aktywna wobec pałeczek Gram- ujemnych wytwarzających beta-laktamazy (wszystkie typy) l Leczenie zakażeń szpitalnych skóry, tkanek miękkich i zakażeń wewnątrzbrzusznych Wykład 3 Które z poniższych antybiotyków należą do grupy beta-laktamów? Odp A D B A. penicyliny  B. cefalosporyny C. makrolidy D. monobaktamy Które z poniższych substancji są inhibitorami beta-laktamaz? Odp: A B C A. kwas klawulanowy B. sulbaktam C. tazobaktam D. amoksycylina Jakie są właściwości karbapenemów? Odp: A B C A. są skuteczne przeciwko bakteriom beztlenowym B. nie wykazują aktywności wobec MRSA C. są stosowane w leczeniu empirycznym ciężkich zakażeń D. mają wąskie spektrum działania W jakim celu stosuje się antybiotyki beta-laktamowe z inhibitorami beta-laktamaz? Odp: A C D A. leczenie szczepów wytwarzających ESBL B. terapia zakażeń wirusowych C. leczenie zakażeń mieszanych D. zwiększenie skuteczności bakteriobójczej Które z poniższych antybiotyków są penicylinami szeroko wachlarzowymi? Odp: ABC A. amoksycylina B. ampicylina C. piperacylina D. kloksacylina Jakie są główne różnice między tetracyklinami a beta laktamami? A C D A. Tetracykliny działają bakteriostatycznie, beta laktamy - bakteriobójczo B. beta-laktamy są skuteczne wobec bakterii gram-dodatnich, a tetracykliny tylko wobec gram-ujemnych C. beta-laktamy hamują syntezę ściany komórkowej, a tetracykliny hamują syntezę białek bakteryjnych D. tetracykliny są skuteczne wobec bakterii atypowych, a beta-laktamy nie Glikopeptydy: Grupa antybiotyków o działaniu bakteriobójczym Wąskie spektrum przeciwbakteryjne Skuteczne wobec tlenowych i beztlenowych bakterii gram-dodatnich: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis i faecium, Corynebacterium, Listeria Nie są skuteczne wobec bakterii gram-ujemnych, ponieważ ich duża cząsteczka przenika przez błonę zewnętrzną tych drobnoustrojów Przykłady antybiotyków glikopeptydowych: 1. Wankomycyna - podawana w leczeniu ciężkich zakażeń wywoływanych przez gronkowce (w tym MRSA), paciorkowce, enterokoki oraz Clostridium difficile (doustne, po niepowodzeniu terapii metronidazolem). 2. Telikoplaina - alternatywna dla wankomycyny, działa dłużej i jest lepiej tolerowana. Mechanizm działania glikopeptydów polega na hamowaniu syntezy ściany komórkowej bakterii, co prowadzi do ich śmierci. 1. Wiązanie z peptydoglikanem 2. Blokowanie transglikozylacji (łączenie jednostek cukrowych w peptydoglikanie) i transpeptydacji (tworzenie wiązań krzyżowych między łańcuchami peptydów w peptydoglikanie) 3. Osłabienie ściany komórkowej: bez prawidłowo uformowanej ściany komórkowej bakteria staje się podatna na pękanie pod wpływem ciśnienia osmotycznego, co prowadzi do jej lizy i śmierci. Glikopeptydy: Stosowane dożylnie i doustnie Nie przenikają do OUN Wydalane przez nerki Działania niepożądane: nefrotoksyczność, zespół czerwonego człowieka (poprzez zbyt szybką infuzję nadmierne wydzielanie histaminy, co nie stanowi jednak przeciwskazania do podania), zakrzepowe zapalenie żył Makrolidy - to grupa antybiotyków o szerokim spektrum działania, stosowanych głównie w leczeniu zakażeń dróg oddechowych, skóry i tkanek miękkich, a także w infekcjach wywoływanych przez drobnoustroje atypowe. Ich nazwa pochodzi od charakterystycznej struktury chemicznej - dużego pierścienia laktonowego. Spektrum działania makrolidów Bakterie gram-dodatnie: o Streptococcus pyogenes o Streptococcus pneumoniae o Staphylococcus aureus (szczepy wrażliwe, nie MRSA) Bakterie gram-ujemne: o Haemophilus influenzae (umiarkowana aktywność) o Moraxella catarrhalis Drobnoustroje atypowe: o Mycoplasma pneumoniae o Chlamydia trachomatis i Chlamydophila pneumoniae o Legionella pneumophila Inne: o Bordetella pertussis (krztusiec) o Helicobacter pylori (w terapii skojarzonej) o Campylobacter jejuni Przykłady makrolidów: 1. Erytromycyna Pierwszy makrolid wprowadzony do leczenia Stosowana głównie w zakażeniach górnych dróg oddechowych i skóry Krótki czas działania wymaga częstszego dawkowania 2. Klarytromycyna Stabilniejsza od erytromycyny Działa silniej na Helicobacter pylorii i Mycobacterium avium Stosowana w terapii skojarzonej choroby wrzodowej 3. Azytromycyna  Długi okres półtrwania (podawana raz dziennie przez 3-5 dni) Bardziej aktywna wobec bakterii gram-ujemnych (Haemophilus influenzae, Chlamydia) 4. Roksytromycyna i spiramycyna Rzadziej stosowane, ale wykorzystywane w leczeniu zakażeń dróg oddechowych i toksoplazmozy Mechanizm działania makrolidów Makrolidy to antybiotyki działające bakteriostatycznie, a w wyższych stężeniach wobec niektórych drobnoustrojów - bakteriobójczo. Ich działanie polega na hamowaniu syntezy białek w komórkach bakteryjnych przez specyficzne oddziaływanie z rybosomami. Makrolidy wiążą się z podjednostką 50S w specyficznym miejscu na rybosomalnym RNA (rRNA), w domenie V 23S rRNA. o Miejsce wiązania makrolidów pokrywa się częściowo z miejscem, w którym działają inne antybiotyki, takie jak linkozamidy i streptograminy (stąd antagonizm tych leków). Blokowanie elongacji peptydu o Makrolidy wpływają na proces wydłużania łańcucha polipeptydowego (elongacji) w syntezie białek: Po przyłączeniu do 23S rRNA makrolidy blokują kanał w podjednostce 50S rybosomu, przez który łańcuch polipeptydowy opuszcza rybosom. Skutkiem jest zatrzymywanie translokacji (przesuwania mRNA względem rybosomu), co uniemożliwia kolejne etapy elongacji. o Zatrzymywanie przyłączenia tRNA Makrolidy uniemożliwiają prawidłowe przemieszczanie peptydylo-tRNA z miejsca A (aminoacylowego) do miejsca P (peptydylowego), co uniemożliwia dalsze dodawanie aminokwasów do rosnącego łańcucha. Blokada syntezy białek - efekty: 1. Hamowanie wzrostu i podziału bakterii (działanie bakteriostatyczne); W wyniku zatrzymania syntezy białek drobnoustroje nie mogą dzielić i rosnąć. 2. Zaburzenie funkcji komórki bakteryjnej: Brak nowo syntetyzowanych białek wpływa na funkcjonowanie enzymów, strukturalnych składników komórki oraz mechanizmów transportu. 3. Śmierć komórki (działanie bakteriobójcze w wysokich stężeniach): Przy odpowiednio wysokim stężeniu makrolidów, skutki zahamowania syntezy białek są na tyle silne, że dochodzi do lizy komórki. Wskazania kliniczne 1. Zakażenia dróg oddechowych 2. Zakażenia układu moczowo-płciowego 3. Infekcja skóry i tkanek miękkich 4. Zakażenia Helicobacter pylorii: klatromycyna jako część terapii skojarzonej 5. Zakażenia odzwierzęce: toksoplazmoza Działania niepożądane 1. Układ pokarmowy 2. Hepatotoksyczność: wzrost enzymów wątrobowych, rzadko żółtaczka 3. Reakcje alergiczne: wysypki skórne, świąd Mechanizm selektywności działania Makrolidy wykazują selektywność działania wobec bakterii, dzięki różnicom strukturalnym między rybosomami bakteryjnymi i eukariotycznymi. Rybosomy bakterii mają podjednostki 30S i 50S, natomiast rybosomy eukariotyczne - 40S i 60S Makrolidy nie wiążą się z rybosomami komórek gospodarza, co ogranicza ich toksyczność wobec ludzkich komórek. Linkozamidy Grupa antybiotyków o działaniu bakteriostatycznym lub bakteriobójczym (w zależności od stężenia i rodzaju drobnoustroju). Stosowane są głównie w leczeniu zakażeń wywołanych przez bakterie gram-dodatnie oraz niektóre bakterie beztlenowe. Mechanizm działania linkozamidów Linkozamidy hamują syntezę białek bakteryjnych poprzez: Wiązanie się z podjednostką 50S rybosomu bakteryjnego Blokowanie elongacji łańcucha peptydowego, co uniemożliwia prawidłowe tworzenie białek niezbędnych do życia i funkcjonowania komórki bakteryjnej. Przykłady linkozamidów Klindamycyna Najczęściej stosowany linkozamid  Dobrze penetruje do tkanek, w tym do kości, co czyni ją skuteczną w leczeniu zapaleń kości i stawów Działa silnie wobec bakterii beztlenowych Linkomycyna Starszy antybiotyk z tej grupy, obecnie rzadziej stosowany ze względu na gorsze właściwości farmakokinetyczne. Spektrum działania o Bakterie gram dodatnie: Staphylococcus aureus (w tym MRSA w niektórych przypadkach), Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae o Bakterie beztlenowe: Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens Zastosowanie kliniczne linkozamidów Zakażenia skóry i tkanek miękkich, w tym ropnie i zapalenie powięzi Zakażenia kości i stawów, takie jak zapalenie kości i szpiku Infekcje wewnątrzbrzuszne (w skojarzeniu z innymi antybiotykami np. betalaktami/aminoglikozydami) Leczenie alternatywne w przypadku alergii na beta-laktamy Rzekomobłoniaste zapalenie jelit wywołane przez Clostridium difficile (doustna klindamycyna) Działania niepożądane linkozamidów Zaburzenia żołądkowo-jelitowe: nudności, biegunka, bóle brzucha Rzekomobłoniaste zapalenie jelit: ryzyko związane z nadmiernym rozrostem Clostridioides difficile Reakcje alergiczne, takie jak wysypki, pokrzywka W rzadkich przypadkach: hepatotoksyczność, neuropenia. Oksazolidynony Klasa syntetycznych antybiotyków o działaniu bakteriostatycznym, stosowanych głównie w leczeniu zakażeń wywołanych przez bakterie gram-dodatnie, w tym szczepy wielooporne. Spektrum działania Bakterie gram-dodatnie: Staphylococcus aureus (w tym MRSA), Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Enterococcus faecalis i Enterocccus faecium Bakterie beztlenowe: niektóre szczepy, np. Clostridioides difficile (rzadziej stosowany klinicznie) Brak aktywności wobec bakterii gram-ujemnych, ponieważ oksazolidynony nie przenikają przez ich błonę zewnętrzną Mechanizm działania oksazolidynonów Jest uważany za unikalny, ponieważ różni się od mechanizmów stosowanych przez większość innych klas antybiotyków hamujących syntezę białek. 1. Cel ataku - blokada tworzenia kompleksu inicjującego translację. Oksazolidynony wiążą się z podjednostką 50S rybosomu bakteryjnego w miejscu obejmującym domenę 23S rRNA. Uniemożliwiają połączenie podjednostki 50S z 30S, co blokuje formowanie kompleksu inicjującego translację (kompleks mRNA-tRNA-rybosom). Efekt: synteza białek zostaje zatrzymana na najwcześniejszym etapie, zanim jakiekolwiek białko zostanie wyprodukowane. 2. Brak krzyżowej oporności z innymi klasami antybiotyków ponieważ większość antybiotyków hamujących syntezę białek działa na późniejsze etapy translacji np. makrolidy, linkozamidy i streptograminy blokują elongację łańcucha peptydowego, a aminoglikozydy powodują błędy w odczynie kodu genetycznego. 3. Działają tylko na rybosomy bakteryjne. Oksazolidynony są bardzo selektywne wobec rybosomów bakteryjnych i praktycznie nie oddziałują na rybosomy eukariotyczne, co zmniejsza ryzyko działań toksycznych wynikających z zaburzeń syntezy białek gospodarza. Unikalność mechanizmu działania oksazolidynonów wynika z ich specyficznego celu - etapu inicjacji translacji - który nie jest celem żadnej innej klasy antybiotyków. To sprawia, że są skuteczne przeciwko bakterio wieloopornym, a jednocześnie rzadziej wykazują oporność krzyżową z innymi antybiotykami. Zastosowanie kliniczne oksazylidynonów Zakażenia skóry i tkanek miękkich (np. zapalenie powięzi) Szpitalne i pozaszpitalne zapalenie płuc wywołane przez gram-dodatnie patogeny Leczenie zakażeń wywoływanych przez wielooporne szczepy, takie jak MRSA i VRE Alternatywna dla antybiotyków beta-laktamowych i glikopeptydów w przypadku alergii lub nieskuteczności. Przykłady oksazylidynonów Linezolid (lek rezerwowy) Pierwszy oksazolidynon wprowadzony do lecznictwa Działa bakteriostatycznie na większość bakterii gram-dodatnich Wyjątek: działa bakteriobójczo na Streptococcus pneumoniae. Tedizolid Nowszy oksazolidynon  Wyższa aktywność wobec niektórych szczepów opornych i mniejsze ryzyko działań niepożądanych w porównaniu z linezolidem. Farmakokinetyka Linezolid Dobrze wchłania się po podaniu doustnym (biodostępność bliska 100%) Penetruje do OUN, płuc, skóry i tkanek miękkich Metabolizowany w wątrobie, wydalany głównie z moczem Okres półtrwania wynosi około 4-5 godzin Tedizolid Dłuższy czas działania, co pozwala na podawanie raz na dobę Wyższa skuteczność przy niższych dawkach Działania niepożądane Mielosupresja - pancytopenia (niedobór składników krwi na skutek nieprawidłowej pracy szpiku) niedokrwistość (szczególnie przy długotrwałym stosowaniu linezolidu). Zaburzenia żołądkowo-jelitowe - nudności, wymioty, biegunka. Neuropatie - uszkodzenie nerwów obwodowych i nerwu wzrokowego (przy długotrwałej terapii). Zespół serotoninowy - może wystąpić u pacjentów przyjmujących leki wpływające na serotoninę. Reakcje skórne - wysypki, świąd. Fosfomycyna (lek rezerwowy): Antybiotyk o szerokim spektrum działania, stosowany głównie w leczeniu zakażeń dróg moczowych. Działa bakteriobójczo i jest stosunkowo nowym lekiem w leczeniu infekcji bakteryjnych. Mechanizm działania fosfomycyny Fosfomycyna hamuje pierwszorzędowy etap syntezy ściany komórkowej bakterii, to z kolei uniemożliwia bakterii wytwarzanie peptydoglikanu, kluczowego składnika ściany komórkowej. Fosfomycyna działa na bakterie zarówno gram-dodatnie, jak i gram-ujemne. Pod względem budowy chemicznej antybiotyk różni się od znanych leków przeciwbakteryjnych, charakteryzuje się m.in. niewielkim rozmiarem cząsteczki. Spektrum działania fosfomycyny Bakterie gram-dodatnie: Staphylococcus aureus (w tym MRSA), Streptococcus pneumoniae, Enterococcus faecalis  Bakterie gram-ujemne: Escherichia coli (w tym szczepy oporne na inne antybiotyki), Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Enterobacter spp., Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae Bakterie beztlenowe - fosfomycyna ma ograniczoną aktywność wobec bakterii beztlenowych, jest aktywna głównie wobec Bacteroides Zastosowanie kliniczne fosfomycyny: Zakażenia dróg moczowych (w tym ostre zakażenia pęcherza moczowego u kobiet) Fosfomycyna jest jednym z leków pierwszego wyboru w leczeniu zakażeń układu moczowego, zwłaszcza w przypadku Escherichia coli Profilaktyka zakażeń pooperacyjnych - szczególnie w przypadku zakażeń związanych z chirurgią urologiczną Zakażenia w obrębie dróg moczowych związane z wieloma opornymi bakteriami Farmokinetyka fosfomycyny: Dostępność biologiczna - fosfomycyna dobrze wchłania się z przewodu pokarmowego po podaniu doustnym (około 40-50% biodostępności). Penetracja do tkanek - fosfomycyna przenika do tkanek, a jej stężenia w moczu są bardzo wysokie, co czyni ją skuteczną w leczeniu zakażeń układu moczowego Metabolizm i wydalanie - fosfomycyna jest wydalana głównie przez nerki w postacie niezmienionej. Okres półtrwania wynosi około 4-6 godzin. Działania niepożądane fosfomycyny: Zaburzenia żołądkowo-jelitowe - nudności, wymioty, biegunka, bóle brzucha Reakcje alergiczne - wysypki, świąd, rzadko reakcje anafilaktyczne Zaburzenia neurologiczne - rzadkie przypadku zawrotów głowy, bóle głowy Uszkodzenia wątroby i nerek - bardzo rzadkie, ale możliwe w przypadku długotrwałego stosowania Kolistyna (lek rezerwowy): Kolistyna (znana również jako polimyksyna E) to antybiotyk z grupy polimyksyn, który działa głównie na bakterie gram-ujemne. Jest stosowana w leczeniu poważnych zakażeń wywoływanych przez wielooporne bakterie. Mechanizm działania kolistyny: Kolistyna działa na bakterie gram-ujemne poprzez wiązanie się z lipidami A w lipopolisacharydzie (LPS) błony zewnętrznej bakterii Zaburza strukturę błony komórkowej, co prowadzi do jej destabilizacji i przepuszczalności, a w konsekwencji do śmierci komórki bakteryjnej Działa bakteriobójczo, a jej mechanizm jest podobny do innych polimyksyn, takich jak polimyksynaB Spektrum działania kolistyny Kolistyna jest szczególnie skuteczna przeciwko bakterio gram-ujemnym, w tym: Pseudomonas aeruginosa Klebsiella pneumoniae Escherichia coli (w tym niektóre szczepy oporne na inne antybiotyki) Acinetobacter baumanii (w tym szczepy wielooporne) Enterobacter spp. Kolistyna nie działa na bakterie gram-dodatnie ani beztlenowe. Zastosowanie kliniczne kolistyny: Zakażenia szpitalne wywołane przez wielooporne bakterie gram-ujemne, zwłaszcza w sytuacjach, gdy inne leki zawiodły, takie jak: Zakażenia krwi (posocznica) Zakażenia dróg moczowych Zakażenia płuc (w tym zapalenie płuc wywołane przez Pseudomonas aeruginosa) Zakażenia skóry i tkanek miękkich Zakażenia wewnątrzbrzuszne Zakażenia układu oddechowego (zwłaszcza w przypadku zakażeń nosicielskich u pacjentów z mukowiscydozą) Leczenie opornego Acinetobacter baumanii opornych na inne antybiotyki, w tym aminoglikozydy i karbapenemy. Profilaktyka i leczenie zakażeń w przypadku mukowiscydozy u pacjentów z przewlekłymi infekcjami płucnymi. Farmakokinetyka kolistyny: Wchłanianie - po podaniu dożylnym, kolistyna jest słabo wchłaniana z przewodu pokarmowego, dlatego stosowana jest w postaci dożylnej lub wziewnej, aby zapewnić wysokie stężenia w miejscu zakażenia Penetracja do tkanek - kolistyna dobrze penetruje do płuc, skóry i tkanek miękkich, ale słabo do płynu mózgowo-rdzeniowego Metabolizm i wydalanie - kolistyna jest metabolizowana w wątrobie, a jej metabolity wydalane są głównie przez nerki Działania niepożądane kolistyny: 1. Neurotoksyczność: zawroty głowy, drgawki, zaburzenia równowagi, uszkodzenie nerwów obwodowych (przy długotrwałym stosowaniu, zwłaszcza przy stosowaniu dużych dawek) 2. Nefrotoksyczność:  Kolistyna może powodować uszkodzenie nerek, zwłaszcza przy stosowaniu wysokich dawek lub w przypadkach z zaburzeniami funkcji nerek Może prowadzić do wzrostu poziomu kreatyniny w surowicy krwi oraz innych wskaźników uszkodzenia nerek 3. Reakcje alergiczne: wysypki, pokrzywka, reakcje anafilaktyczne w rzadkich przypadkach 4. Zaburzenia żołądkowo-jelitowe: nudności, wymioty, bóle brzucha Aminoglikozydy: To grupa antybiotyków zawierających w swej budowie aminocukry połączone wiązaniem glikozydowym z jądrem antybiotyku Są to antybiotyki bakteriobójcze Spektrum działania: Bakterie gram-ujemne: np. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa Bakterie gram-dodatnie: głównie S.aureus w kombinacji z innymi antybiotykami (np. wankomycyną w przypadku enterokoków) Nie działają na bakterie beztlenowe Mechanizm działania aminoglikozydów: 1. Transport do wnętrza komórki bakteryjnej a. Faza pasywna: dyfuzja antybiotyku przez zewnętrzną błonę komórkową bakterii gram-ujemnych poprzez poryny b. Faza aktywna: transport przez błonę wewnętrzną przy użyciu mechanizmu zależnego od tlenu i elektrochemicznego gradientu protonowego c. Konsekwencja: ograniczona skuteczność wobec bakterii beztlenowych, ponieważ mechanizm ten wymaga obecności tlenu 2. Interakcja z rybosomem bakteryjnym a. Aminoglikozydy wiążą się w sposób nieodwracalny z podjednostką 30S rybosomu bakteryjnego. To prowadzi do: i. Zakłócenia procesu odczytu mRNA ii. Błąd w kodowaniu powoduje wstawianie nieprawidłowych aminokwasów do powstającego łańcucha polipeptydowego iii. Powstają nieprawidłowe białka o zaburzonej funkcji iv. Zablokowanie translacji: kompleks rybosomalny nie może przesuwać się wzdłuż mRNA, co zatrzymuje proces syntezy białek 3. Efekt bakteriobójczy a. Produkcja nieprawidłowych białek: w wyniku zakłóceń translacji tworzą się białka, które uszkadzają błonę komórkową bakterii b. Przykład: białka destabilizujące błonę prowadzą do wycieku jonów i składników wewnątrzkomórkowych  c. Efekt: śmierć komórki bakteryjnej 4. Efekt poantybiotykowy (PAE) a. Aminoglikozydy wykazują efekt poantybiotykowy, co oznacza że działanie przeciwbakteryjne utrzymuje się nawet po obniżeniu stężenia leku poniżej minimalnego stężenia hamującego (MIC). Wynika to z trwałego uszkodzenia rybosomów i zakłócenia funkcjonowania bakterii Przykłady aminoglikozydów: 1. Streptomycyna – pierwszy odkryty aminoglikozyd, stosowany m.in. w leczeniu gruźlicy 2. Gentamycyna – stosowana w leczeniu poważnych zakażeń układu moczowego, oddechowego i skóry 3. Amikacyna – skuteczna wobec szczepów opornych na gentamycynę 4. Tobramycyna – często stosowana w leczeniu zakażeń wywołanych przez Pseudomonas aeruginosa 5. Neomycyna – używania głównie miejscowo (maście, krople) Wskazania do stosowania aminoglikozydów: Poważne zakażenia bakteryjne, w tym: Posocznica (sepsa) Zakażenia dróg moczowych Zapalenie wsierdzia (często w terapii skojarzonej) Zakażenia skóry i tkanek miękkich Gruźlica (streptomycyna) Działania niepożądane: 1. Nefrotoksyczność - mogą uszkadzać nerki (monitorowanie funkcji nerek jest konieczne) 2. Ototoksyczność - mogą powodować uszkodzenia słuchu lub równowagi (czasem nieodwracalnie) 3. Blokada nerwowo-mięśniowa – w rzadkich przypadkach może prowadzić do osłabienia mięśni i zaburzeń oddychania 4. Reakcje alergiczne - stosunkowo rzadkie Chinolony i fluorochinolony - syntetyczne antybiotyki o szerokim spektrum działania przeciwbakteryjnego, które są skuteczne wobec wielu bakterii gram-ujemnych i gram- dodatnich, ale nieaktywnych wobec bakterii beztlenowych. Wyróżniają się unikalnym mechanizmem działania oraz dobrą penetracją do tkanek i płynów ustrojowych. Pamiętaj! Każda kolejna generacja chinolonów charakteryzuje się coraz szerszym spektrum aktywności oraz lepszymi właściwościami farmakokinetycznymi. Co więcej -obserwuje się silniejsze działanie bakteriobójcze kolejnych leków w stosunku do bakterii gram-dodatnich przy zachowaniu podobnej skuteczności w zwalczaniu bakterii gram-ujemnych. I generacja: niefluorowane chinolony o wąskim spektrum działania np. kwas nalidyksowy (stosowany głównie w zakażeniach układu moczowego) II generacja: fluorochinolony o szerokim spektrum działania np. ciprofloksacyna, norfloksacyna (skuteczne głównie przeciwko bakteriom gram-ujemnym) III generacja: fluorochinolony o rozszerzonym spektrum działania, np. lewofloksacyna (szersze spektrum, w tym większa aktywność wobec bakterii gram-dodatnich i atypowych) IV generacja: fluorochinolony o rozszerzonym spektrum działania np. moksyfloksacyna (dodana aktywność wobec beztlenowców) Spektrum działania fluorochinolonów: Bakterie gram-ujemne: Bardzo skuteczne przeciwko Escherichia coli, Klebsiella spp., Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae Bakterie gram-dodatnie: Skuteczność wobec Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae (w tym opornych na penicyliny szczepów – zależy od generacji fluorochinolonu) Atypowe patogeny: Działają na Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae, Legionella pneumophila Ograniczona aktywność przeciwko beztlenowcom: niektóre nowocześniejsze fluorochinolony, jak moksyfloksacyna, wykazują lepszą skuteczność wobec tych drobnoustrojów. Ostatnie doniesienia wskazują jednak na narastającą oporność beztlenowców na ten antybiotyk. Mechanizm działania fluorochinolonów - zdolność do hamowania enzymów bakteryjnych, które są kluczowe dla replikacji i transkrypcji DNA w komórkach bakteryjnych. Działanie to różni się od większości innych antybiotyków, które celują w syntezę białek, ściany komórkowej lub błony cytoplazmatycznej. Docelowe enzymy: Grypaza DNA i topoizomeraza IV Fluorochinolony wiążą się z enzymami, które są odpowiedzialne za dynamiczną regulację struktury DNA w komórkach bakteryjnych Gyraza DNA (topoizomeraza II): Enzym ten rozplata superskręcone DNA, umożliwające jego replikację i transkrypcję  Fluorochinolony stabilizują kompleks enzym-DNA w trakcie cięcia nici, co uniemożliwia naprawę powstałych pęknięć Topoizomeraza IV: Ten enzym bierze udział w rozdzielaniu zreplikowanych cząsteczek DNA (dekatynacja) podczas podziału komórkowego Inhibicja topoizomerazy IV powoduje zatrzymanie procesu podziału komórki. Mechanizm molekularny działania fluorochinolonów: Fluorochinolony tworzą kompleks z gyrazą DNA (lub topoizomerazą IV) i nicą DNA, na skutek czego powstają trwałe pęknięcia dwuniciowe DNA, w miejscu aktywności enzymu. Próbując naprawić te pęknięcia, bakteria aktywuje mechanizmy naprawcze, które mogą zakończyć proces. To prowadzi do: o Blokady replikacji DNA o Akumulacji uszkodzeń DNA o Śmierć komórki bakteryjnej Właściwości unikalne wobec innych antybiotyków: Działanie bezpośrednie na DNA: w przeciwieństwie do antybiotyków, które atakują ścianę komórkową (beta-laktamy) lub rybosomy (aminoglikozydy, tetracykliny), fluorochinolony celują w podstawowy materiał genetyczny bakterii Bakteriobójczość niezależna od podziału komórki: większość antybiotyków działa najlepiej na szybko dzielące się bakterie. Fluorochinolony mogą działać również na bakterie w fazie spoczynku, ponieważ ich mechanizm uszkadza stabilność DNA niezależnie od tamtego podziału Efekt poantybiotykowy: nawet po obniżeniu stężenia leku poniżej minimalnego stężenia hamującego (MIC), efekt uszkodzenia DNA i zahamowania wzrostu bakterii trwa przez dłuższy czas Selektywność wobec bakterii: Fluorochinolony mają wysokie powinowactwo do bakteryjnych gyraz i topoizomeraz, ale niskie do ludzkich enzymów tego typu Dzięki temu są stosunkowo bezpieczne dla komórek gospodarza, choć w dużych stężeniach mogą wpływać na funkcje mitochondriów (które mają podobne enzymy) Wskazania do stosowania: Zakażenia układu moczowego (w tym odmiedniczkowe zapalenie nerek) Zakażenia dolnych dróg oddechowych (np. zapalenia płuc) Zakażenia przewodu pokarmowego (np. biegunka podróżnych, salmonelloza) Zakażenia skóry i tkanek miękkich Zapalenie prostaty Zakażenia kości i stawów  Niektóre zakażenia przenoszone drogą płciową (np. rzeżączka) Działania niepożądane: Układ mięśniowo-szkieletowy: Zapalenie i uszkodzenie ścięgien (np. ścięgna Achillesa) Ryzyko pęknięcia ścięgien (zwłaszcza u osób starszych i pacjentów stosujących kortykosteroidy) Układ nerwowy: Bóle głowy, zawroty głowy, bezsenność Drgawki (rzadko) Potencjalne ryzyko neuropatii obwodowej) Układ sercowo-naczyniowy: Wydłużenie odstępu QT w elektrokardiogramie, co zwiększa ryzyko artytmii Reakcje skórne - fototoksynczość, wysypki Układ pokarmowy - nudności, wymioty, biegunka Trimetoprim i sulfametoksazol Leki przeciwbakteryjne, które często są stosowane w połączeniu jako kotrimoksazol. Synergistyczne działanie obu substancji pozwala na skuteczne leczenie wielu zakażeń bakteryjnych. Synergistyczne działanie: Połączenie trimetoprimu i sulfametoksazolu działa synergistycznie, co oznacza, że ich łączna skuteczność jest znacznie większa niż suma działania każdego z osobna. Dzięki temu można stosować mniejsze dawki, co zmniejsza ryzyko działań niepożądanych i rozwoju oporności. Spektrum działania: Bakterie gram-dodatnie: Staphylococcus aureus (w tym MRSA w pewnych sytuacjach klinicznych), Streptococcus pneumoniae Bakterie gram-ujemne: Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp., Haemophilus influenzae Bakterie atypowe i inne: Pneumocystis jirovecii (grzyb powoduje zapalenie płuc u pacjentów z obniżoną odpornością); Toxoplasma gondii Mechanizm działania: Trimetoprim i sulfametoksazol - działają na szlak syntezy kwasu foliowego w bakteriach, kwas foliowy jest niezbędny do produkcji nukleotydów, które są kluczowe dla replikacji DNA, oba leki działają na różnych etapach tego szlaku: Sulfaetoksazol:  o Hamuje enzym syntezę dihydropteroilową o Utrudnia przekształcanie kwasu para-aminobenzoesowego (PABA) w kwas dihydropteroilowy – prekursor kwasu foliowego Trimetoprim: o Blokuje reduktazę dihydrofolianową o Zatrzymuje konwersję kwasu dihydrofoliowego w kwas tetrahydrofoliowy – aktywną formę niezbędną do syntezy puryn i tymidyny Efekt: zakłócenie syntezy DNA i śmierć bakterii (działanie bakteriobójcze, gdy leki stosowane są razem) Wskazania kliczincze: 1. Zakażenia układu moczowego : najczęstsze zastosowanie 2. Zapalenie płuc wywołane przez Pneumocystis jirovecii (PCP): a. Leczenie i profilaktyka u pacjentów z HIV/AIDS 3. Toksoplazmoza: leczenie i profilaktyka (zwłaszcza u pacjentów z osłabioną odpornością) Działania niepożądane: 1. Reakcje skórne: 1. Wysypki, rumień, zespół Stevensa-Johnsona (rzadko, ale potencjalnie groźny) 2. Hematologiczne: 1. Niedokrwistość megaloblastyczna (związana z niedoborem kwasu foliowego) 2. Trombocytopenia, leukopenia 3. Reakcje żołądkowo-jelitowe: 1. Nudności, wymioty, biegunka 4. Uszkodzenia nerek: 1. Krystaluria (zalecane jest picie dużych ilości płynów) 5. Nadwrażliwość: 1. Szczególnie u pacjentów z AIDA 6. Hiperglikemia: trimetoprim może zwiększać stężenie potasu Nitroimidazole: Grupa związków chemicznych o silnym działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwpierwotniakowym, używanych głównie w leczeniu zakażeń wywoływanych przez beztlenowce i niektóre pierwotniaki. Głównym przedstawicielem tej grupy jest metronizadol, ale inne leki, takie jak tinidazol czy ornidazol, również należą do tej klasy. Spektrum działania:  1. Bakterie beztlenowe: 1. Bacteroides spp. 2. Clostridium spp. (w tym Clostridioides difficile) 3. Fusobacterium spp. 4. Prevotella spp. 2. Pierwotniaki: 1. Trichomonas vaginalis 2. Entamoeba histolytica 3. Giardia lamblia 3. Brak aktywności przeciwko: 1. Bakteriom tlenowym i względnie beztlenowym 2. Grzybom i wirusom Mechanizm działania - unikalny! Nitroimidazole działają poprzez zakłócenie funkcjonowania DNA drobnoustrojów: 1. Po wniknięciu do komórki drobnoustroju grupa nitrowa leku ulega redukcji w obecności enzymów bakteryjnych (ferrodoksyn i nitroreduktaz), które są obecne głównie w beztlenowcach i niektórych pierwotniakach 2. Powstają reaktywne metabolity (wolne rodniki nitrozowe), które: Uszkadzają DNA poprzez wprowadzenie pęknięć w nici DNA Zakłócają procesy replikacji i transkrypcji DNA 3. Rezultatem jest śmierć komórki (działanie bakteriobójcze lub pierwotniakobójcze Wskazania kliniczne: 1. Zakażenia beztlenowe: a. Ropnie (np. wątroby, jamy brzusznej) b. Zapalenie otrzewnej c. Zakażenia w obrębie miednicy d. Rany chirurgiczne z zakażeniem beztlenowym 2. Choroby przewodu pokarmowego: rzekomobłoniaste zapalenie jelit wywołane przez Clostridioides difficile, choroba wrzodowa żołądla i dwunastnicy (leczeie skojarzone z antybiotykami przeciwko Helicobacter pylori) 3. Zakażenia pierowtniakowe: rzęsistkowica, pełzakowica, lamlioza 4. Inne: a. Infekcje w obrębie jamy ustnej (np. zapalenie dziąseł, zakażenia przyzębia) b. Bakteryjne zapalenie pochwy c. Zakażenia układu moczowo-płciowego wywołane przez Trichomonas vaginalis Działania niepożądane: 1. Układ pokarmowy:  1. Nudności, wymioty, bóle brzucha 2. Metaliczny posmak w ustach 2. Układ nerwowy: 1. Bóle głowy, zawroty głowy 2. Neuropatia obwodowa (przy długotrwałym stosowaniu) 3. Drgawki (rzadko) 3. Reakcje alergiczne: 1. Wysypki skórne, świąd 4. Efekt disulfiramowy: 1. Reakcje podobne do tych po wypiciu alkoholu podczas leczenia disulfiramem (zaczerwienienie twarzy, nudności, wymioty, tachykardia) 2. Przestroga: należy unikać alkoholu podczas leczenia i co najmniej 48 godzin po zakończeniu terapii 5. Hematologiczne: rzadko obserwowana leukopenia. Wykład 4 Które grupy antybiotyków mogą powodować działania niepożądane w postaci ototoksyczności? Odp. 1 1. Aminoglikozydy 2. Makrolidy 3. Chinolony 4. Sulfonamidy Które antybiotyki mogą działać poprzez hamowanie syntezy białek w komórkach bakteryjnych? Odp. 1,2,3 1. Erytromycyna 2. Gentamycyna 3. Tetracykliny 4. Sulfametoksazol Które z poniższych antybiotyków należą do grupy aminoglikozydów? Odp. 2,3 1. Ciprofloksacyna 2. Gentamycyna 3. Amikacyna  4. Klarytromycyna Wskaż prawidłowe stwierdzenia dotyczące chinolonów. Odp. 2, 3, 1. Działające bakteriostatycznie 2. Przykładem jest ofloksacyna 3. Hamują syntezę DNA poprzez inhibicję gyrazy DNA 4. Należą do antybiotyków o wąskim spektrum działania Sulfonamidy sa skuteczne w leczeniu zakażeń. Odp. 1,3,4 1. Wywoływanych przez bakterie tlenowe gram dodatnie 2. Wywoływanych przez bakterie beztlenowe 3. Wywoływanych przez bakterie tlenowe gram ujemne 4. Wywoływanych przez drobnoustroje atypowe Oporność bakterii na antybiotyki Lekooporność? Zdolność drobnoustroju do przeciwstawiania się antybiotykowi Niewrażliwość wrodzona Niewrażliwość nabyta Lekooporność naturalna Brak receptorów dla leku Receptory o bardzo niskim powinowactwie do leki Brak przepuszczalności ściany komórkowej dla leku Wytwarzanie enzymów degradujących leki Genetyczne podstawy oporności nabytej Odporność chromosomalna Plazmidy – czynnik R – przenoszenie na drodze koniugacji (fimbrie płciowe) Transpozony. -przenoszenie informacji pomiędzy plazmidami, plazmidami i chromosomem oraz w obrębie chromosomów Charakter oporności Konstytutywny – enzymy konstytutywne są wytwarzane przez komórki w sposób ciągły, a ich poziom nie zależy od obecności antybiotyku w środowisku i jest stałą cechą szczepu lub gatunku bakterii. Przykładem może być wiele beta-laktamaz bakterii gram ujemnych Indukowany – warunkiem ich produkcji przez bakterie jest indukcja przez antybiotyk obecny w środowisku. Synteza tych enzymów zachodzi do momentu usunięcia induktora ze środowiska, a więc warunkuje oporność czasową. Niekiedy jednak może dość w trakcie indukcji do mutacji i indukowany enzym jest wytwarzany przez bakterie w sposób ciągły, nawet po usunięciu induktora, a więc wytwarza się oporność trwała na określony antybiotyk – zjawisko to nazywane jest depresją trwałą. Induktorem może być beta-laktam, niekoniecznie ten, który jest przez daną beta-laktamaze rozkładany. Przykładami silnych induktorów są karbapenemy, które indukują wytwarzanie wielu beta-laktamaz, chociaż same na działanie większości z nich są oporne Zmniejszenie przepuszczalności osłon komórkowych bakterii Bakterie gram ujemne posiadają kanały porynowe w swojej błonie zewnętrznej. Kanały te działają jak strażnicy, pozwalając tylko niektórym antybiotykom, takim jak B-laktamy i Chinolony, na wnikanie do komórki bakteryjnej. Dlatego zmniejszona liczba poryn może utrudniać wnikanie tych antybiotyków do komórki, co prowadzi do oporności na te leki. Wypompowywanie leków z komórki bakteryjnej Pompy wypływowe (efflux), zlokalizowane w błonie cytoplazmatycznej bakterii, odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu równowagi substancji rozpuszczonych komórkach bakteryjnych Pompy te przyczyniają się jednak również do oporności na antybiotyki, usuwając leki z komórek bakteryjnych, zanim dotrą one do zamierzonych celów Pompy efflux potrafią wypompowywać z komórek wszystkie klasy antybiotyków oprócz polimyksyn Zmiana miejsc docelowego działania antybiotyku Modyfikacje podjednostek rybosomalnych 30S lub 50S Zmiany w białku wiążącym penicylinę (PBP) – białka wiążące penicylinę to transpeptydazy, które odgrywają kluczową rolę w sieciowaniu prekursorów peptydoglikanu podczas biosyntezy ścian komórek bakteryjnych Mutacje genów kodujących gyrazę DNA i topoizomerazę Zmiany D-alanylo-D-alaniny, która jest prekursorem peptydoglikanu Ochrona rybosomu  Modyfikacje polimerazy RNA poprzez mutacje w genie rpoB, który koduje podjednostkę beta polimerazy RNA. Jednym ze skutków jest zmiana poziomu prekursorów peptydoglikanu, które są niezbędnymi składnikami ściany komórkowej bakterii Enzymy inaktywujące antybiotyk Wytwarzanie beta-laktamaz – enzymów hydrolizujących cząsteczki beta-laktamów Synteza enzymów modyfikujących aminoglikozydy, które zapobiegają przyłączaniu antybiotyków aminoglikozydowych do ich celu rybosomalnego Synteza acetylotransferazy chloramfenikolowej, która powoduje inaktywacje tych leków poprzeć acetylacje grupy hydroksylowej chloramfenikol Oporność na beta-laktamy Oporność bakterii na beta laktamy jest warunkowana różnorodnymi mechanizmami, które klasyfikuje się w obrębie 4 zasadniczych strategii: 1. Wytwarzanie białek PBP o niskim powinowactwie do beta-laktamów 2. Zmniejszenie przepuszczalności osłon komórkowych bakterii 3. Wypompowywanie leków z komórki bakteryjnej 4. Wytwarzanie beta-laktamaz – enzymów hydrolizujących cząsteczki beta-laktamów Wytwarzanie białek PBP o niskim powinowactwie do beta-laktamów Mechanizmy oporności zależne od białek PBP są dwojakiego rodzaju: o Pierwszy polega na modyfikacji naturalnych PBP tak, aby nie miały one powinowactwa do beta-laktamów, ale jednocześnie pełniły funkcje katalityczne w procesie wytwarzania ściany komórkowej. Modyfikacje te następują wskutek gromadzenia mutacji w genach pbp lub nabywania ich zmutowanych fragmentów od innych organizmów i zastępowania nimi homologicznych odcinków genów własnych o Drugi rodzaj zwiany jest z pozyskiwaniem obcego, kompletnego genu kodującego białko PBP, nieoddziałujące z cząsteczkami beta-laktamów Geny które kodują oporność na antybiotyki beta-laktamowe poprzez produkcję białek PBP o niskim powinowactwie do beta-laktamów to: 1. mecA – występujący głównie u gronkowców, szczególnie u metycylinoopornych szczepów Staphylococcus aureus (MRSA). Koduje białko PBP2a, które ma zmniejszone powinowactwo do beta-laktamów  2. mecC – wariant genu mecA, również występujący u niektórych szczepów MRSA, który koduje zmodyfikowane PBP 3. pbp2x – gen występujący u paciorkowców, takich jak Streptococcus pneumoniae. Koduje zmodyfikowane PBP o zmniejszonym powinowactwie do beta-laktamów 4. pbp2b i pbp1a – także obecne u Streptococcus pneumoniae, związane z opornością na penicylinę Zmniejszanie przepuszczalności osłon komórkowych Zmiany w genach kodujących poryny mogą prowadzić do zmniejszenia przepuszczalności błony zewnętrznej bakterii dla beta-laktamów ompC i ompF – kodują białka porynowe u pałeczek gram ujemnych, takich jak Escherichia coli. Mutacje w tych genach zmniejszają ekspresję lub zmieniają strukturę porin, ograniczając transport beta-laktamów oprD – gen kodujący porinę w Pseudomonas aeruginosa. Utrata lub mutacje w oprD są głównym mechanizmem oporności na karbapenemy np. imipenem Efluks – aktywne wypompowywanie leków z komórki pompy efluksowe są kluczowymi mechanizmami oporności bakterii na antybiotyki, w tym beta-laktamy. Umożliwiają aktywne wypompowywanie leków i innych substancji toksycznych z wnętrza komórki bakteryjnej, co zmniejsza stężenie leku w komórce i ogranicza jego skuteczność. Struktura i mechanizm działania pomp efluksowych Popy efluksowe mogą by jednokomponentowe (u bakterii gram dodatnich) lub trójkomponentowe (u gram ujemnych). Typowy system efluksowy u bakterii gram ujemnych obejmuje: białko transportowe w błonie cytoplazmatycznej – wypompowuje lek z cytoplazmy białko kanałowe w błonie zewnętrznej – umożliwia usuwanie leku na zewnątrz białko pomocnicze w przestrzeni peryplazmatycznej – łączy te dwie struktury Mechanizm wypompowania opiera się na: o zależności od energii: pompy wykorzystują gradient protonowy lub ATP jako źródło energii o specyficzności substratowej: mogą działać selektywnie np. na beta-laktamy lub w sposób szeroko spektralny (na wiele różnych antybiotyków) Klasyfikacja pomp efluksowych Rodzina RND główna rodzina u bakterii gram ujemnych transport antybiotyków o szerokim spektrum, w tym beta-laktamów działa na zasadzie gradientu protonowego Przykłady: MexAB-OprM (Pseudomonas aeruginosa) – usuwanie beta-laktamów, chinolonów, aminoglikozydów, AcrAB-TolC (Escherchia coli, Salmonella) – usuwa beta laktamy, tetracykliny, chloramfenikol Rodzina MFS Występuje w bakteriach gram dodatnich i gram ujemnych Zasilana gradientem protonowym Działa w sposób specyficzny lub wielolekowy Przykłady: TetA – Efluks tetracyklin, ale może współwystępować z opornością na beta-laktamy Rodzina SMR Pompy o niewielkiej strukturze Transportują substancje toksyczne z użyciem gradientu protonowego Przykład: EmrE (Escherchia coli) Rodzina MATE Występuje w gram dodatnich i gram ujemnych Zasilana gradientem protonowym lub jonami sodu Przykład: NorM (Vibrio cholerae) Znaczenie kliniczne Wielolekowa oporność (MDR): nadekspresja pomp efluksowych powoduje oporność na równe klasy antybiotyków co znacząco utrudnia leczenie Beta-laktamazy – to enzymy produkowane przez bakterie, które rozkładają pierścień beta- laktamowy obecny w antybiotykach beta-laktamowych np. penicylinach, cefalosporynach, monobaktamach) unieczynniające je Podział beta-laktamaz Beta – laktamaz są klasyfikowane według dwóch systemów 1. Molekularna klasyfikacja Amblera (oparta na strukturze enzymów) 2. Funkcjonalna klasyfikacja Busha o Jacoby-ego (oparta na mechanizmie działania i substratach) Klasyfikacja Amblera Klasa A, C i D wykorzystują serynę do hydrolizy pierścienia beta-laktamowego Klasa B – metaloenzymy, do działania wymagają cynku Extended spectrum beta-lactamase Szczep bakterii wytwarzającej beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania wyizolowano po raz pierwszy w 1983 roku w Niemczech. Były to pałeczki Klebsiella pneumonie, u których wykryto beta-laktamaze rozkładającą cefotaksym Enzym ten powstał q wyniku mutacji w genie starej beta-laktamazy SHV-1 i różnił się tylko jednym aminokwasem od pierwotnego białka Inaktywują penicyliny, cefalosporyny I-III generacji oraz monobaktamy Wykazują słabą aktywność wobec cefamycyn Nie aktywują karbapenemów Ich działanie jest hamowane przez inhibitory beta-laktamaz tj. kwas klawulanowy czy sulbaktam Występują u bakterii z rodziny Enterobacteriaceae, głównie z rodzajów Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Proteus, Salmonella A także u tlenowych pałeczek tj. Acinetobacter, Pseudomonas, Aeromonas, Stenotrophomonas Szczepy wytwarzające ESBL najczęściej należą do szczepów wieloopornych i na ogol w szybkim tempie rozprzestrzeniają się w środowisku, wywołując np. groźne epidemie szpitalne U Enterobacteriales mechanizmy produkcji ESBL są określane przede wszystkim przez beta-laktamazy klasy A Amblera. (SHV, TEM, CTX-M). W latach 90 XX wieku dominującymi typami ESBL były ESBL typu TEM i SHV. Do tej pory opisano łącznie 253 warianty TEM i 247 wariantów SHV. Nie wszystkie warianty TEM i SHV produkują ESBL o posiadają wąskie np. TEM-1 lub szerokie spektrum działania np. TEM-24 ESBL typu CTX-M sa najbardziej rozpowszechnionymi ESBL Enterobacteriales. Wszystkie opisane warianty CTX_M są potencjalnymi producentami ESBL. CTX-M 1, 8, 9 i 25 ESBL mogą być również warunkowane przez produkcję enzymów typu OXA klasy D Amblera które stanowią dużą zróżnicowaną rodzinę beta-laktamaz. Do tej pory opisano 1120 wariantów OXA w tym beta-laktamazy o wąskim spektrum takie jak OXA20 i 47, ESBL takie jak OXA-32 i 53 oraz beta-laktamazy, które nadają oporność na karbapenemy takie jak OXA-48 i 23 Karbapenamazy Dzielą się na trzy zasadniczo odmienne grupy, czyli enzymy zaliczane do strukturalnych klas A, B i D beta-laktamaz. W każdej z nich obserwuje się wydzielone ewolucyjnie typy karbapenemaz. Najbardziej wyspecjalizowane to karbapenamazy klasy B, która fundamentalnie rożni się od wszystkich pozostałych beta-laktamaz, obejmując enzymy wymagające jonów cynku, ZN2+ jako kofaktorów Z kolei w klasach A i D aktywność te przejawiają jedynie niektóre rodziny beta-laktamaz, a niekiedy tylko ich szczególne warianty dzięki określonym mutacjom. Karbapenemazy klasy A; KCP Klasa A jest największą pod względem liczby typów i wariantów kategorią beta- laktamaz i karbapenamazy stanowią w niej zdecydowaną mniejszość Wśród karbapenemaz klasy A zdecydowani e. największe znaczenie kliniczne i epidemiologiczne posiadają enzymy typu KPC. Będące jednym z trzech najpowszechniejszych rodzajów karbapenemaz Enterobacteriales w ogóle Pierwszy szczep wytwarzający beta-laktamaze KPC został wyizolowany w 1996 roku KPC zaczerpnięto od gatunku Klebsiella pneumoniae. K. pneumoniae pozostaje dominującym producentem Aktywność beta-laktamaz KPC obejmuje praktycznie wszystkie klasyczne rodzaje beta-laktamów, czyli penicyliny, cefalosporyny, I-IV generacji, monobaktamy i karbapenemy Pierwszy przypadek w Polsce potwierdzono w 2008 roku Karbapenamazy klasy B – MBL; IMP, VIM i NDM Klasa B beta-laktamaz stanowi najbardziej odrębną linie ewolucyjno-strukturalną tych enzymów, a w jej specyfice funkcjonalnej najbardziej wyróżniają się zależność od jonów cynku i naturalna zdolność do hydrolizy karbapenemów Spektrum substratowe zdecydowanej większości MBL jest w wysoce bardzo obszernie tez penicyliny i cefalosporyny I-IV generacji, a jedyną grupą klasycznych beta-laktamów, które z definicji nie ulegają hydrolizie są monobaktamy, czyli aztreonam MBL nie są w żadnym stopniu hamowane przez inhibitory beta-laktamowe. Lista drobnoustrojów, u których znaleziono MBL stale się wydłuża i obejmuje ona m.in. Bacillus cereus oraz częściej bakterie gram ujemne nieporowanie więcej problemów nastręczają wytwarzające nabyte MBL szczepy typowych patogenów zakażeń szpitalnych, głównie pałeczek Enterobacteriales, Pseudomonas aeruginosa w znacznie mniejszym stopniu Acinetobacter Wśród ok 30 poznanych do dzisiaj rodzin nabytych MBL zdecydowanie najważniejsze pod względem klinicznym i epidemiologicznym u Enterobacteriales ą enzymy NDM Kolejne dwa z trzech globalnych typów metalo-beta-laktamaz IMP i VIM, wstępują regularnie u pałeczek jelitowych, niemniej ich istotniejszym producentem w środowiskach szpitalnych jest Pseudomonas aeruginosa Karbapenemazy klasy D; typ OXA-48 Klasa D jest najbardziej zróżnicowaną kategorią beta-laktamaz pod względem ewolucyjno-strukturalnym, a ponieważ większość tych enzymów najlepiej hydrolizuje penicyliny izoksazolilowe (oksacylinę i kloksacylinę) przyjęło się je nazwać oksacylinazami Karbapenemazy są mniejszością wśród oksacylinaz CHDL zidentyfikowano jako enzymy własne niektórych drobnoustrojów i są to przede wszystkim gatunki z rodzajów Acinetobacter, Shewanella i Aeromonas Dla pałeczek jelitowych charakterystyczna jest rodzina OXA-48 (wywodząca się od Shigella spp.) a ponadto enzymy typów OXA-372 (przodek nieznany) i OXA-427 (prawdopodobnie pochodzące od oksacylinazy Aeromonas media) Typowe dla A. baumanii nabyte CHDL z rodzin to OXA-23, OXA-24/-40 i OXA-58 Aktywność oksacylinaz typu OXA-48 (jak i innych CHDL) jest wysoce specyficzna wśród karbapenemaz, ponieważ obejmuje ona tylko penicyliny, cefalosporyny I generacji i karbapenemy Ważnymi lekami, których CHDL praktycznie nie inaktywują są cefalosporyny III i IV generacji, monobaktamy OXA-48 i inne CHDL nie są hamowane przez klawulanian i tazobaktam Antybiotyki – antybiotykooporność -oporność może być wrodzona i nabyta *nabyta= geny arm, rmt, npm kodujące modyfikacje genu 16s rRNA *rmt- K. pneumoniae, P. mirabilis, E. coli *npm – e. coli, K. pneumoniae *geny arm, rmt i npm występują razem z innymi genami – oxa23, ndm (geny oporności na beta-laktamy) -geny kodujące enzymy modujące aminoglikozydy AME – 3 klasy (n-acetylotransferazy AAC, O-nukleotydylotransferazy ANT, O-fosfotransferazy APH) *powinowactwo między modyfikowanymi antybiotykami aminoglikozydowymi a rybosomami bakt. Ulega osłabieniu, co prowadzi do lekooporności *najczęstszym typem genu AME u E. coli jest aac(3)-II, u K. pneumoniae- aac(6’)- Ib lub aac(3’) , a u P. aeruginosa aac(6’)-Ib, aac(3)-II -zmniejszenie koncentracji wewnątrzkomórkowo kumulowanych aminoglikozydów *można osiągnąć poprzez (3) zmiany w przepuszczalności bł. Zewn lub (4) aktywny odpływ *aktywny odpływ jest związany przede wszystkim z ekspresją genów pompy odpornościowej MexXY, które powszechnie pośredniczą w oporności na aminoglikozydy. *mechanizm ten występuje u P. aeruginosa oraz Salmonella sp. -tetracykliny *częstość występowania oporności na tetracyklinę w wybranych krajach europejskich wynosi odpowiednio 66,9% i 44,9% dla E. coli i Klebsiella spp. wytwarzających beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum (ESBL) i odpowiednio 8,7% i 24,3% dla metycylinoopornego S. aureus (MRSA) i Streptococcus pneumoniae *oporność na tetracykliny jest zwykle przypisywana jednemu lub kilku z następujących czynników a)nabycie ruchomych el. Genetycznych przenoszących geny oporności specyficzne dla tetracykliny B) mutacje w obrębie miejsca wiązania rybosomu i/lub mutacje chromosomowe prowadzące do zwiększonej ekspresji wewnętrznych mechanizmów oporności  Dobrze opisano trzy ogólne mechanizmy odporności na tetracykliny: eKlux, ochrona rybosomów i enzymatyczna inaktywacja leków tetracyklinowych EKlux: tetA, tetB, tetC, tetD, tetE Ochrona rybosomów: tetM, tetO, tetS, tetQ enzymatyczna inaktywacja tetX Wpływ posiadanego genu oporności na MIC tetracyklin Tabelka z genami: -gen tet: X, U (enzymatyczna dezktywacja tetracyklin) -gen tet: A, B, C, D, E, F (ejlux) -gen tet: M, O, S, Q (ochrona rybosomu) -geny się pisze małymi literami i kursywą np. tet(Q) Wpływ posiadanego genu oporności na MIC tetracyklin GLIKOPEPTYDY -pałeczki G(-) są z natury oporne na wankomycynę i glikopeptydy, ponieważ obecność błony zewnętrznej zapobiega przedostawaniu się tych du żych złożonych cząsteczek do komórki i wiązaniu się ich z miejscami docelowymi -u bakt G(+) początek oporności na wankomycynę był znacznie opóźniony w porównaniu z innymi antyb. nieglikopeptydowymi -pierwszy klinicznie wyizolowany szczep oporny na wankomycynę został zgłoszony w 1987 r., ponad 30 lat po wprowadzeniu wankomycyny -obecnie ponad 30% zakażen E. faecalis na oddziałach intensywnej terapii to enterokoki oporne na wankomycynę (VRE) -oporność rozwinęła się także u S. aureus (VRSA) w wyniku poziomego transferu genów z opornych enterokoków -geny oporności to Van-A, Van-B, Van-C, Van-D, Van-E, Van-G o ekspresji indukowanej *Van-A, Van-B są w plazmidach, reszta na chromosomach MAKROLIDY -oporność na erytromycynę została odkryta u S. aureus w 1953 zaledwie kilka miesięcy po wprowadzeniu jej do użytku klinicznego -wukryta u: Staphylococcus spp, Streptococcus spp, Bacteroides spp, Enterococcus spp, Clostridium spp.m Bacillus spp., Lactob. Spp., M. pneumoniae, Propionibacterium spp., -jednym z najlepiej zbadanych mechanizmów jest: (i) modyfikacja celu w rybosomie bakteryjnym, szczególnie w miejscu wiązania 23s rRNA Oprócz tego mechanizmu istnieją inne mechamizmy: (ii) zmniejszenie wewnątrzkom. Stężenia makrolidów, (iii) modyfikacje antybiotyków makrolidowych, (iv); i dość nowy mechanizm, (iv) ochrona celu/rybosomu Geny erm (np. ermA, ermB, ermC) są szeroko rozpowszechnione wśród bakterii Gram- dodatnich, takich jak Staphylococcus aurus i Streptococcus pneumoniae, ale występują także u niektórych bakterii Gram-ujemnych Inne mechanizmy oporności to pompy eKlux (Mef i Msr obejmujące też opornośc na streptograminy) i enzymy modyfikujące makrolidy mianowicie fosfotransferazy makrolidowe (MPH) i esterazy makrolidowe (Eres) *modyfikacja Antybiotyki łączą się z rybosomem w pozycji A2058 i A2059 23s rRNA. W związku z tym oporność na makrolidy występuje bardzo często w tych konkretnych nukleotydach. Ten mechanizm modyfikacji obejmuje metylację 23s rRNA przez rodzinę metylotransferaz Erm kodowaną przez gen erm. Geny erm np. ermA, ermB, ermC są szeroko rozpowszechnione wśród G(+), np. S. aureus Obecność genu erm skutkuje wysokim stopniem oporności. Inne mechanizmy oporności to pompy ejlux (Mef i Msr obejmujące też oporność na streptograminy) i enzymy modyfikujące makrolidy mianowicie fosfotransferazy makrolidowe (MPH) i esterazy makrolidowe (Eres) OKSAZYDYLINONY -oporność na linezolid jest związana z: *mutacjami w pozycji G2576 w domenie V podjednostki 23s rRNA. Zamiana guaniny na inne nukleotydy co zmniejsza powinowactwo linezolidu do rybosomu. Jest to główny mechanizm oporności w wielu szczepach *modyfikacjami w białkach rybosomalnych L3 i L4 które mogą wpływać na odporność na linezolid, modyfikując strukturę rybosomu (rzadszy mechanizm) *nabycuem przenośnych determinantów oporności takich jak optrA, poxtA, cfr. Geny te nadają oporność krzyżową na oksazolidynony, fenikole, linkozamidy, pleuromutyliny i streptograminę A FOSFOMYCYNA -oporność na ten lek związana przede wszystkim z: *mutacjami w genach kodujących GlpT (glpT) lub UhpT (UhpT) (transportery fosforanu glicerolu i glukozy) które uniemożliwiają efektywne wnianie fosfomycyny do komórki *obecnością enzymów inaktywujących lek takich jak FosA, FosB, FosC. Geny kodujące te enzymy (fosA, fosB, fosC) znajdują się na plazmidach lub transpozonach, co ułatwia ich poziome przenoszenie między szczepami KOLISTYNA -oporność jest związana przede wszystkim z modyfikacją LPS -na skutek działania genów pmr ((gen kodowany chromosomalnie) -plazmidowo przenoszonych genów mcr (mcr-1 do mcr-10) (ang. Mobilized colistin resistance) -mcr-1 jest najbardziej rozpowszechniony i najczęściej związany z opornością u Escherichia coli i Klebsiella pneumoniae FLUOROCHINOLONY -oporność związana z mutacjami chromosomalnymi: *w genie GyrA (gyraza DNA) i w parC (topoizomeraza IV) *dodatkowo mutacje w genach kodujących podjednostki drugorzędowe enzymów GyrB i ParE nasilają chuj wie -oporność plazmidowa (PMQR- Plasmid-mediaten quinolone Resistance) *geny qnr: kodują białka Qnr, które chronią gyrazę DNA i topoizomerazę IV przed działaniem fluorochinolonów. Znane warianty: qnrA, B, C, D, S. *geny kodujące enzymy modyfikujące fluorochinolony: np. aac(6’)-lb-cr: acetylotransferaza modyfikująca i osłabiająca działanie ciprofloksacyny oraz norfloksacyny *pompy ejlux kodowane plazmidowo np. oqxAB, qepA Bakterie Gram-ujemne: AcrAB-TolC (Escherichia coli)\, MexAB-Opr-M (Pseudomonas…) Bakterie Gram-dodatnie:NorA (Staphylococcus aureus) SULFAMETOKSAZOL -mutacje chromosomowe w genie folP (kodującym DHPS) prowadzą do zmniejszania powinowactwa enzymu DHPS do sulfametoksazolu, co pozwala bakteriom kontynuować syntezę kwasu foliowego mimo obecności leku -oporność związana z genami przenoszonymi poziomo -nabycie alternatywnych genów sul kodujących zmodyfikowane formy DHPS o niskim powinowactwie do sulfonamidów -znane warianty: *Gen sul1 obecny na integronach klasy 1 *gen sul2 * Gen sul3: Wykrywamy w środowiskowych…. Geny te są szeroko rozpowszechnione dzięki mobilnym elementom genetycznym (plazmidy, transpozony, integrony) Mobilne elementy genetyczne (MGE) -MGE to elementy które promują wewnątrzkomórkową (i) i międzykomórkową (ii) mobilność DNA -pierwsza grupa MGE (i) składa się z sekwencji insercyjnych ktanspozonów (złożonych i jednostkowych) oraz kaset genowych integronów które promują mobilność DNA między chromosomami i plazmidami lub między plazmidami -druga grupa MGE (ii) obejmuje plazmidy i integracyjne elementy koniugacyjne (ICE), które oromują międzykomórkowy transfer DNA poprzez koniugację/mobilizację -sekwencje insercyjne i transpozony są w stanie przenosić segmenty DNA w tej samej lub innej cząsteczce DNA wewnątrz pojedynczej komórki -kaseta genowa to mały element DNA, który składa się z pojedynczego genu i jest zwykle wstawiany do integronów -integrony posiadają miejsce rekombinacji specyficznej ułatwiające przenoszenie genów oporności między i w obrębie cządteczek DNA -plazmidy to struktury genetyczne które różnią się wielkością (1-500kb), znajdują się w komórkach bakteryjnych i mogą replikować się niezależnie od chromosomu. Plazmidy mogą być przenoszone między bakteriami poprzez konigację … -kaseta genowa może przemieszczać się między integronami (ICE) może zostać zintegrowany z chromosomem lub wycięty jako element kołowy, który może następnie sprzężyć się z komórką biorcy (D)