Αμφιθέατρο ΕΚΕΠΥ, Λ. Κηφισίας 39, Μαρούσι ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΛΟΙΜΩΞΕΩΝ ΕΤΟΥΣ 2010-2011 Αμφιθέατρο ΕΚΕΠΥ, Λ. Κηφισίας 39, Μαρούσι Τετάρτη 16 Μαρτίου 2011 Θεματική Ενότητα: Πολυανθεκτικοί παθογόνοι μικροοργανισμοί 12.00 – 13.00: Τρόπος δράσης αντιβιοτικών και μηχανισμοί αντοχής Νικόλαος Β. Σύψας Παθολόγος – Λοιμωξιολόγος Επίκουρος Καθηγητής Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

Κυτταρική Δομή των Μικροβίων

Μικροοργανισμοί ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΑΡΧΑΙΑ

Διαφορές προκαρυωτικών – ευκαρυωτικών Χωρίς διαμερίσματα Οι κυτταρικές μεμβράνες δεν έχουν στερόλες (π.χ. χοληστερόλη) Μονό κυκλικό χρωμόσωμα Ριβοσώματα μεγέθους 70S - υπομονάδες 30S (16S rRNA) 50S (5S & 23S rRNA)

Ευκαρυωτικό Προκαρυωτικό Gram + Gram - Flagellum Nucleoid (e.g. animal) Gram + Flagellum Nucleoid Rough endoplasmic reticulum Cell membrane Cell wall Nucleus Gram - Cell (inner) membrane Outer membrane Ribosomes Granule Cell wall Capsule Pili Cytoplasm Mitochondria

Cytoplasm Το κυτταρικό τοίχωμα είναι έξω από τη μεμβράνη Η οξειδωτική φωσφορυλίωση γίνεται στην κυτταρική μεμβράνη (αφού δεν υπάρχουν μιτοχόνδρια). Cell Wall Cytoplasm Cell membrane Το κυτταρικό τοίχωμα είναι έξω από τη μεμβράνη άκαμπτο, προστατεύει από την οσμωτική λύση

Gram positive Gram negative

GRAM ΘΕΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ Degradative enzyme Peptidoglycan-teichoic acid Lipoteichoic acid Cytoplasmic membrane Cytoplasm

GRAM ΑΡΝΗΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑ Εξωτερική Μεμβράνη (Major permeability barrier) Λιποπολυσακχαρίτης Πορίνη Φαιά Λιποπρωτείνη Periplasmic space Degradative enzyme Periplasmic binding protein Permease Εσωτερική (κυτταροπλασματική) μεμβράνη Cytoplasm

Πεπτιδογλυκάνη μακρομόριο διασταυρούμενες συνδέσεις περιβάλλει κύτταρο προσφέρει σταθερότητα

Πεπτιδογλυκάνη L-αλανίνη D-γλουταμικό οξύ L-λυσίνη/διαμινοπιμελικό οξύ Μουραμικό οξύ Γλυκοσαμίνη

Υλικά για το κυτταρικό τοίχωμα Υποστρώματα Γλυκάνη Αμινοξέα Μόρια μεταφορείς Βιοσυνθετικά ένζυμα Πολυμερισμός και προσκόλληση νέας πεπτιδογλυκάνης στο κυτταρικό τοίχωμα Κατά τη διαίρεση του κυττάρου

Σύνθεση πεπτιδογλυκάνης Κυτταρόπλασμα Κυτταρική μεβράνη Κυτταρικό τοίχωμα undecaprenol γλυκάνη αμινοξύ

Μηχανισμός δράσης αντιβιοτικών

Στόχοι των αντιβιοτικών

Αναστολείς της σύνθεσης του κυτταρικού τοιχώματος Φάρμακα που αδρανοποιούν τα υποστρώματα Βανκομυκίνη Φάρμακα που αδρανοποιούν τα μόρια – μεταφορείς Βακιτρκίνη Φάρμακα που αναστέλλουν τα βισυνθετικά ένζυμα Φωσφομυκίνη Φάρμακα που αναστέλλουν τον πολυμερισμό και την προσθήκη νέας πεπτιδογλυκάνης στο κυτταρικό τοίχωμα Πενικιλλίνες Κεφαλοσπορίνες Καρβαπενέμες μονοβακτάμες

Αναστολείς της σύνθεσης της κυτταροπλασματικής μεμβράνης Φάρμακα που αποδιοργανώνουν την κυτταρική μεμβράνη Πολυμυξίνες Φάρμακα που παράγουν πόρους (τρύπες) στις μεμβράνες Γραμισιδίνες Αμφοτερικίνη Β (μύκητες)

Αναστολείς της σύνθεσης νουκλεϊνικών οξέων Αναστολείς του μεταβολισμού των νουκλεοτιδίων Ασυκλοβίρη (ιοί) Φλουκυτοκίνη (μύκητες) Αναστολείς της λειτουργίας των DNA templates Χλωροκίνη (παράσιτα) Αναστολή της DNA γυράσης (replication) κινολόνες Αναστολείς της RNA πολυμεράσης (μεταγραφή του DNA) ριφαμπικίνη μετρονιδαζόλη

Αναστολείς των ριβοσωμάτων Αναστολείς της μονάδας 30S Στρεπτομυκίνη Αμινογλυκοσίδες Τετρακυκλίνες Αναστολείς της μονάδας 50S Χλωραμφαινικόλη Κλινδαμυκίνη Ερυθρομυκίνη Φουσιδικο οξύ

Αναστολείς του μεταβολισμού του φυλικού οξέως Αναστολείς της συνθετάσης του πτεροϊκού οξέως Σουλφοναμίδες Αναστολείς της αναγωγάσης του δι-υδροφυλικου οξέως Τριμεθπρίμη

Στόχοι των αντιβιοτικών

Αντιβιοτικά Μηχανιςμοι αντοχης

ΜΟΡΙΑΚΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΤΑ ΑΝΤΙΒΙΟΤΙΚΑ

Η γενετική μεταβλητότητα είναι απαραίτητη για την μικροβιακή εξέλιξη Για την προσαρμογή του μικροοργανισμού στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον Τα αντιβιοτικά ασκούν ισχυρή περιβαλλοντική πίεση στους βακτηριακούς πληθυσμούς Ευνοούν τους ανθεκτικούς μικροοργανισμούς

Μηχανισμοί Σημειακή μετάλλαξη (Point mutation) Μικροεξελικτική αλλαγή   Μπορούν να αλλάξουν τις ιδιότητες ενός ενζύμου ή μιας πρωτεΐνης – στόχου του αντιβιοτικού και παρεμβαίνει έτσι στην δραστικότητα του Σημειακές μεταλλάξεις στα γονίδια των β-λακταμασών (πχ TEM-1, SHV-1) δημιούργησαν τις extended-spectrum β-lactamases (ESBL)

Εκτεταμένες αναδιατάξεις του βακτηριακού DNA Μακρο-εξελικτική αλλαγή Μετακινήσεις μεγάλων τμημάτων DNA από ένα σημείο του βακτηριδιακού χρωμοσώματος ή από ένα πλασμίδιο σε ένα άλλο Αναστροφές, inversions αντιγραφές, duplications εισαγωγές, insertions απαλείψεις, deletions Αλληλομεταθέσεις, transpositions

Απόκτηση εξωγενούς DNA που μεταφέρεται από Πλασμίδια Βακτηριοφάγους Γυμνές αλληλουχίες DNA Αλληλο-μετάθεση DNA από άλλα βακτήρια

Ways bacteria can accomplish genetic recombination (variation) Conjugation- exchange of genes from 1 bacterial cell to another Transformation-bacteria take up pieces of free DNA from another bacterial cell Transduction- bacteriophage transfer portions of bacterial DNA from one cell to another.

Molecular spread of antibiotic-resistance genes penicillin-binding protein, PBP′ β-lactamase gene, Bla tetracycline resistance gene, Tet M, Τransformation (naked DNA transfer from dying bacteria to a competent recipient). Transduction transfer antibiotic-resistance genes (usually from small plasmids) by bacteriophages. Conjugation is an efficient method of gene transfer requiring physical contact between donor and recipient Transposons are specialized sequences of DNA that possess their own recombination enzymes (transposases), allowing for transposition (“hopping”) from one location to another Examples of recombination events and molecular spread of antibiotic-resistance genes. The donor organism depicted here has three antibiotic-resistance genes: the first (a low-affinity penicillin-binding protein, designated PBP′) is located on the chromosome; the second (a β-lactamase gene labeled Bla) on a small nonconjugative plasmid; and the third (Tet M, a tetracycline resistance determinant) on a transposon residing on a large self-conjugative plasmid. A, Genetic exchange may occur by transformation (naked DNA transfer from dying bacteria to a competent recipient). This typically results in the transfer of homologous genes located on the chromosome by recombination enzymes (recA). B, Transduction may transfer antibiotic-resistance genes (usually from small plasmids) through imprecise packaging of nucleic acids by transducing bacteriophages. C, Conjugation is an efficient method of gene transfer requiring physical contact between donor and recipient. Self-transferable plasmids mediate direct contact by forming a mating bridge between cells. Smaller nonconjugative plasmids can be mobilized in this mating process and transported into the recipient. D, Transposons are specialized sequences of DNA that possess their own recombination enzymes (transposases), allowing for transposition (“hopping”) from one location to another independent of the recombination enzymes of the host (recA-independent transposition). They can transpose to nonhomologous sequences of DNA and can spread antibiotic-resistance genes to multiple plasmids or genomic locations throughout the host. Some transposons possess the ability to move directly from a donor to a recipient independent of other gene transfer events (conjugative transposons). 

E.coli undergoing conjugation

Bacterial Reproduction

Πλασμίδια Παραδείγματα αντοχής μεταφερόμενης με πλασμίδια carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae vancomycin-resistant Staphylococcus aureus daptomycin-resistant Staphylococcus aureus  multidrug-resistant (MDR) Yersinia pestis,  quinolone resistance in enterobacteria

Αντοχή Βασικοί μηχανισμοί αντοχής Τροποποίηση αντιβιοτικού Τροποποίηση στόχου Καταστροφή αντιβιοτικού Παρεμπόδιση εισόδου Ενεργός αποβολή

Μηχανισμοί αντοχής αντιβιοτικών Μεταβολή διαπερατότητας Μειωμένη είσοδος Μετάλλαξη σε μεταφορέα αναγκαίο για τη μεταφορά του αντιβιοτικού . Αυξημένη απέκκριση Απόκτηση γονιδίου μεταφορέων που θα μεταφέρει έξω το αντιβιοτικό (τετρακυκλίνες) αδρανοποίηση αντιβιοτικών b-λακταμάσες ακετυλτρανσφεράση της χλωραμφαινυκόλης Μετάλλαξη στο σημείο δράσης. Penicillin binding proteins (πενικιλλίνες) RNA πολυμεράση (ριφαμπικίνη) 30S ριβόσωμα (στρεπτομυκίνη) Αντικατάσταση ευαίσθητου ενζύμου από ανθεκτικό ένζυμο Μέσω πλασμιδίων (σουλφοναμίδες, τριμεθοπρίμη)

Τα πλασμίδια έχουν κεντρικό ρόλο στη διάδοση της αντοχής στα αντιβιοτικά

Μηχανισμοί αντοχής μικροβίων Αδρανοποίηση των αντιβιοτικών (-λακτάμες) Αναστολή πρόσβασης του αντιβιοτικου στο σημείο δράσης (αλλαγή πορινών μεμβράνης που μειώνει την είσοδο του αντιβιοτικού - κινολόνες, τετρακυκλίνες) Τροποποίηση /αντικατάσταση της δομής στόχου που μειώνει τη σύνδεση του αντιβιοτικού (VRE, MRSA, μακρολίδες) Ενεργός απέκκριση αντιβιοτικού (τετρακυκλίνες) 16

Η χρήση κινολονών και η πρόκληση αντοχής των Gram αρνητικών Η προηγούμενη χρήση κινολονών: Αυξάνει τη συχνότητα των ESBL Klebsiella και E coli2 Αυξάνει τη συχνότητα της ανθεκτικής σε κινολόνες P. aeruginosa1 Αυξάνει τις νοσοκομειακές λοιμώξεις από Acinetobacter 3 Antibacterial resistance in several important groups of microbial pathogens appears to be correlated with the use of fluoroquinolones. This is true for several clinically important gram-negative bacilli. Therefore, infection with a gram-negative bacillus in patients who have received fluoroquinolone treatment in the past is more likely to be with a resistant organism, including resistant P aeruginosa.1 Further support for this pattern comes from a recent hospital program that restricted quinolone use, particularly levofloxacin.2 After a lag of 5 months, the monthly percentage of levofloxacin-resistant P aeruginosa decreased significantly by 0.77% (P<0.005), declining from 43.8% in January 2001 to 37.7% by March 2004. A drop in gentamicin-and cefepime-resistance was also associated with decreased quinolone use.2 Prior quinolone use also increases the likelihood of infection with ESBL-producing strains. Case-control studies have identified ESBL-producing K pneumoniae and E coli in nursing home patients who were previously treated with quinolones.3 In addition, nosocomial Acinetobacter infections in the ICU have been associated with prior quinolone use.4 References: 1. Paterson DL. “Collateral damage” from cephalosporin or quinolone antibiotic therapy. Clin Infect Dis. 2004;38(suppl 4):S341–S345. 2. Paterson DL; Lopez-Lozano J, Potoski B, Capitano B, Monnet DL. Effects of reduction of quinolone use on antibiotic susceptibility in Pseudomonas aeruginosa. Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy; October 30, 2004;Washington DC. Abstract 401968. 3. Wiener J, Quinn J, Bradford P, et al. Multiple antibiotic-resistant Klebsiella and Escherichia coli in nursing homes. JAMA. 1999;281:517–523. 4. Villers D, Espaze E, Coste-Burel M, et al. Nosocomial Acinetobacter baumannii infections: microbiological and clinical epidemiology. Ann Intern Med. 1998;129:182–189. 1. Paterson DL. Clin Infect Dis. 2004;38(suppl 4):S341–S345. 2. Wiener J et al. JAMA. 1999;281:517–523. 3. Villers D et al. Ann Intern Med. 1998;129:182–189.

Αντοχή Μεταλλάξεις χρωμοσωμιακές Ανταλλαγή γεννετικού υλικού Μεταμόρφωση = ενσωμάτωση ξένου γεννετικού υλικού Σύντηξη Μεταφορά = με βακτηριοφάγους

Πλασμίδια Προσφέρουν στα βακτήρια: Αντίσταση στα αντιβιοτικά Παραγωγή βακτηριοκτόνων Παραγωγή εντεροτοξινών Αύξηση παθογονικότητας Μείωση ευαισθησίας στα μεταλλαξιογόνα Αποδόμηση σύνθετων οργανικών μορίων

Πλασμιδιακή αντοχή Σουλφοναμίδες --- μειωμένη διαπερατότης Ερυθρομυκίνη --- τροποποίηση ριβοσωμάτων Τετρακυκλίνες --- μειωμένη διαπερατότης Χλωραμφαινικόλη --- ακετυλίωση Στρεπτομυκίνη --- αδενυλίωση Πενικιλλίνη --- υδρόλυση λακταμικού δακτυλίου

Επίκτητη αντοχή - παραδείγματα Πλασμίδια αντοχής μεταδιδόμενα με σύντηξη mecA γονίδιο που κωδικοποιεί για ΡΒΡ με χαμηλή συγγένεια στις β-λακτάμες --- αντοχή S. aureus στη μεθικιλλίνη

Αντοχή Χρωμοσωμιακή Συχνότης 10-12 to 10-7 20 σε τυχαία μετάλλαξη σε θέση που κατευθύνει την ευαισθησία σε δεδομένο φάρμακο – μετάλλαξη σε γονίδιο που κωδικοποιεί: α. το στόχο του φαρμάκου β. το σύστημα μεταφοράς διά της μεμβράνης που ελέγχει την πρόσληψη του φαρμάκου

Αντοχή Μη χρωμοσωμιακή – πλασμιδιακή σε διαφορετικά είδη, κυρίως gram (-) βακτήρια Προσφέρει αντοχή σε πολλά φάρμακα πολλαπλά αντίγραφα διότι πολλαπλασιάζονται ανεξάρτητα από το χρωμόσωμα του βακτηρίου Μεταφέρονται σε άλλα είδη και γένη μικροβίων

Β-λακταμικά αντιβιοτικά

Μηχανισμοί αντοχής στις β-λακτάμες Παραγωγή β λακταμασών Καταστροφή αντιβιοτικού Τροποποίηση των penicillin binding proteins μη σύνδεση αντιβιοτικού Τροποποίηση πορινών Μη είσοδος αντιβιοτικού

Αντοχή στις β-λακτάμες Μηχανισμός αντοχής Τροποποιημένες PBPs γονίδιο mecA κωδικοποιεί την παραγωγή της μεγάλου μοριακού βάρους PBP2a που έχει χαμηλή συγγένεια για σύνδεση β-λακταμών Παραγωγή β-λακταμασών (πενικιλλινάσες, κεφαλοσπορινάσες, καρβαπενεμάσες) Στενού φάσματος Ευρέως φάσματος (ESBL) Μέσω πλασμιδίων Μειωμένη διείσδυση/αυξημένη απέκκριση - efflux (pseudomonas)

β λακτάμες Κυτταρικό τοίχωμα β λακτάμη Αναστέλλουν τις penicillin binding proteins (PBP) Σταματά τις διασταυρούμενες συνδέσεις Ενεργός επίτοπος ενζύμου Penicillin binding protein

Αντοχή στις β-λακτάμες PBP 1 2 β-λακτάμες 3 β- λακταμάσες

Αντοχή στις β-λακτάμες β-λακταμάσες = 4 τάξεις A-D Πενικιλλινάσες SHV-1 και TEM-1 (τάξη Α) (Gram-) = πλασμιδιακά ένζυμα CTX-M (τάξη Α), OXA (τάξη D), Κλάσεις Α, C, D βασίζονται στη σερίνη Κλάση Β = Μεταλλοπρωτεάσες βασίζονται στον Zn Κλάση C (AmpC β-λακταμάση) Κεφαλοσπορινάσες μέσω χρωμοσωμικών αλλαγών β- λακταμάσες (ESBL) από πλασμίδια (PER, VEB, GES, IBC, BES-1, SFO-1, TLA-1)

Αντίδραση υδρόλυσης από β-λακταμάση Μόριο β-λακταμάσης

Εξέλιξη β-λακταμασών

Καρβαπενέμες Imipenem, Meropenem, Doripenem Ertapenem Δεν δρά στην Pseudomonas & Acinetobacter Χρήσιμη για ESBL E.coli & Klebsiella Μηχανισμός δράσης Αναστολή σύνθεσης κυτταρικού τοιχώματος – αναστέλλουν πολυμερισμό και σύνδεση νέων μορίων πεπτιδογλυκάνης στο κυτταρικό τοίχωμα μέσω σύνδεσης με ΡΒΡ2 (Penicillin binding protein) = τρανσπεπτιδάση Βακτηριοκτόνες Το φάσμα δράσης τους εξαρτάται από: Τη συγγένεια με τις ΡΒΡ Ικανότητα να διέρχονται από πορίνες του τοιχώματος των Gram αρνητικών Αντίσταση στην αποδόμηση από β-λακταμάσες

Καρβαπενέμες - Αντοχή Χρωμοσωμικές και πλασμιδιακές β-λακταμάσες Οι χρωμοσωμικές επάγονται από πενέμες και αδρανοποιούν άλλες β-λακτάμες – επάγονται λιγότερο από ερταπενέμη Μεταλλο-β-λακταμάσες: VIM (Verona integron-encoded metallo-β-λακταμάση), IMP (Άπω Ανατολή), New Delhi metallo-β-λακταμάση (NDM-1, γονίδιο blaNDM-1)(κλάση Β β-λακταμάση, Ε. Coli, Klebsiella) υδρολύουν το μόριο του φαρμάκου (Pseudomonas, εντεροβακτηριακά) ΚΡC-καρβαπενεμάσες (κλάση Α β-λακταμάση, Klebsiella) OXA-καρβαπενεμάσες (οξακιλλινάση, τάξη D, Acinetobacter), μαζί με ΙΜΡ, VIM ευαισθησία στην αζτρεονάμη CMY (κλάση C, πλασμίδιο pYMG-1, Enterobacter) SME-καρβαπενεμάσες Ένζυμα τύπου ΤΕΜ, PSE, PER Αυξημένη απέκκριση efflux (ψευδομονάδα) Μεταλλαγή πορίνης εισόδου D2 (enterobacter)

Oxazolidinones Λινεζολίδη (Zyvoxid) Μηχανισμός δράσης Αναστολή πρωτεϊνοσύνθεσης – σύνδεση με το 23S rRNA της 50S υποομάδας ριβοσώματος – τροποποίηση θέσης σύνδεσης του tRNA και αναστέλλει το σχηματισμό αρχικού συμπλέγματος 70S – μηχανισμός μοναδικός γι’αυτό και δεν έχει διασταυρούμενη αντοχή με άλλα αντιβιοτικά Βακτηριοστατικό ή βακτηριοκτόνο IV/oral

Θέση σύνδεσης λινεζολίδης mRNA translation

Λινεζολίδη Μηχανισμός αντοχής Συχνότερη η αντοχή για εντεροκόκκους παρά για σταφυλοκόκκους Σημειακές μεταλλάξεις στο γονίδιο του 23S (συχνότερη η G2576T) Παραγωγή μεθυλτρανσφεράσης (γονίδιο cfr) από σταφυλοκόκκους Αντλία efflux των Gram αρνητικών που απομακρύνει ενεργά το φάρμακο = εγγενής αντοχή

Rifampicin, Aminoglycosides Macrolides, Streptogramins Protein Biosynthesis AUGCCGGGUUACUAA 5’ 3’ 30S + mRNA fMet-tRNA IFs 30S subunit 50S subunit AUGCCGGGUUACUAA 5’ 3’ 70S Initiation Complex AUGCCGGGUUACUAA 5’ 3’ mRNA Rifampicin, Aminoglycosides Peptide product EFs Elongation factors + t-RNAs Elongation Tetracyclines Macrolides, Streptogramins

Site of action of RBx 7644 = ranbezolid Initiation Complex not formed AUGCCGGGUUACUAA 5’ 3’ 30S + mRNA fMet-tRNA IFs 30S subunit 50S subunit RBx7644 AUGCCGGGUUACUAA 5’ 3’ mRNA Initiation Complex not formed Protein synthesis inhibition at a novel site

Πολυμυξίνες Κολιστίνη (Colistin = πολυμυξίνη Ε) Μηχανισμοί δράσης Methanesulfonate (colistimethate sodium) Μηχανισμοί δράσης Σύνδεση με λιπίδιο Α και φωσφολιπίδια Αποδιοργάνωση κυτταροπλασματικής μεμβράνης των Gram (-) υδρόφοβη/υδρόφιλη δράση Κατιονική κολιστίνη + ανιονική λιποπολυσακχαρίδη (LPS)  εκτόπιση Mg++ και Ca++  αύξηση διαπερατότητος εξωτερικής μεμβράνης  λύση και κυτταρικός θάνατος Τοξικότητα και στις μεμβράνες των ανθρώπινων κυττάρων Βακτηριοκτόνο Πολυπεπτιδικό παράγωγο του Bacillus polymyxa ποικιλία collistinus

Κολιστίνη Αντοχή = δύσκολη και βραδέως εμφανιζόμενη, αντοχή της κλεμπσιέλλας = μέχρι 35% = πανανθεκτικά στελέχη εκτός τυγκεκυκλίνης Επίσης η χρήση της  επικράτηση στελεχών με εγγενή αντοχή όπως πρωτείς, σερράτιες κλπ

Τετρακυκλίνες Φυσικές και ημισυνθετικές – πολυκετίδια Από Streptomyces Βακτηριοστατικές: αναστολή πρωτεϊνοσύνθεσης – αναστρέψιμη σύνδεση με 30s υπομονάδα ριβοσώματος και αναστέλλει σύνδεση αμινοακυλ tRNA στο σημείο σύνδεσής του με το 70S ριβόσωμα Αναστέλλουν πολλές λειτουργίες μικροβίων Συνδέονται με ιόντα Ca2+, Mg2+ και Al3+ σχηματίζοντας αδιάλυτα συμπλέγματα Έτσι γαλακτοκομικά προϊόντα, αντιόξινα, άλατα σιδήρου μειώνουν την απορρόφησή τους Αντοχή μέσω πλασμιδιακών μεταλλάξεων: μείωση εισόδου ή συνθηστέρα αύξηση απέκκρισης από το κύτταρο, αλλαγή δομής στόχου στο ριβόσωμα, ενζυματική τροποποίηση του μικροβίου, αλλαγή δομής πορινών

Initiation of Protein Synthesis 1 3 2 GTP Initiation Factors mRNA 3 1 2 GTP 30S Initiation Complex f-met-tRNA Spectinomycin 1 2 GDP + Pi 50S 70S Initiation Complex A P Aminoglycosides

Elongation of Protein Synthesis GTP A P Tu GDP Ts + Pi Tetracycline A P Chloramphenicol G GTP GDP + Pi A P Fusidic Acid Erythromycin

Τυγκεκυκλίνη Γλυκυλκυκλίνη (προσθήκη πλαγίων αλύσων στη μινοκυκλίνη) Αδυναμία ανάπτυξης ριβοσωματικής αντοχής Αναστολή αντλιών εξόδου Μηχανισμός δράσης Βακτηριοστατικό Δεσμεύει υποομάδα 30S – αναστολή πρωτεϊνοσύνθεσης (ενσωμάτωση αμινοακυλtRNA) Μηχανισμός αντοχής Ευαίσθητη στην ελεγχόμενη από χρωμόσωμα απέκκριση Μετάλλαξη αντλίας εξόδου

Δαπτομυκίνη Λιποπεπτίδιο (εκπόλωση κυτταρικής μεμβράνης) Είσοδος λιπόφιλου άκρου στη μεμβράνη παρουσία Ca++ Oλιγομερισμός  δημιουργία διαμεμβρανικών διαύλων Έξοδος Κ+  εκπόλωση μεμβράνης  λύση κυττάρου Μηχανισμός αντοχής Μεταβολή στο φορτίο της κυτταρικής μεμβράνης Μεταβολή στη δομή της μεμβράνης Δυσχέρεια διόδου από πεπαχυσμένο τοίχωμα μικροβίων hVISA ή VISA μετά από χρήση βανκομυκίνης

Βανκομυκίνη Γλυκοπεπτίδιο Φάσμα: τα περισσότερα Gram θετικά Βακτηριοκτόνο για τα περισσότερα παθογόνα (?) Αναστέλλει σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος Σύνδεση στο D-ala-D-ala διπεπτιδικό άκρο της πλαγίας πενταπεπτιδικής αλύσου που χρησιμεύει για τη χιαστί σύνδεση των παράλληλων αλύσων πεπτιδογλυκάνης  δεν δρά η τρανσγλυκοσυλάση και η τρανσπεπτιδάση  αναστολή πολυμερισμού πεπτιδογλυκάνης  δράση αυτολυτικών ενζύμων  κυτταρικός θάνατος Απαιτεί ταχέως πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα Δευτερεύοντες μηχανισμοί = αύξηση διαβατότητας κυτταρικής μεμβράνης και αναστολή σύνθεσης RNA Φάσμα: τα περισσότερα Gram θετικά Staphlyococci: MSSA & MRSA, Coag-negative staph, Streptococcus spp Enterococcus (στατικό)

Βανκομυκίνη – αντοχή Επίκτητη αντοχή στους εντερόκοκκους με 6 γονότυπους και αντίστοιχους φαινότυπους: vanA, B, C, D, E G Η vanA είναι επαγώγιμη και πλασμιδιακή, αφορά τη βανκομυκίνη και την τεϊκοπλανίνη Όλες οι λοιπές είναι χρωμοσωμιακές. Οι vanB, C, E, G δεν αφορούν την τεϊκοπλανίνη, αλλά οι Β, Ε, G είναι επαγώγιμες για την τεϊκο. Οι vanC, D δεν είναι επαγώγιμες, αλλά συνεχείς Δημιουργία πεπτιδογλυκάνης με πλάγιες πενταπεπτιδικές αλύσους με διπεπτίδιο D-αλα-D-γαλακτικό (φαινότυπο vanA, B, D) και D-αλα-D-σερίνη (φαινότυπο vanC, E, G) Μεταλλάξεις δομικών ή λειτουργικών γονιδίων agr σε στελέχη hVISA και VISA  αυξημένο πάχος κυτταρικού τοιχώματος, παραγωγή αυξημένης ποσότητας ΡΒΡ2 και ΡΒΡ2΄, αυξημένη δραστηριότητα ενζύμων σύνθεσης κυτταρικού τοιχώματος Αντοχή στην τεϊκο- και ευαισθησία στη βανκο- σε στελέχη S. aureus που εκφράζουν πρωτεΐνη 35-39kDa στην κυτταρική μεμβράνη που παράγει αυξημένη ΡΒΡ2

Τύποι αντοχής του εντεροκόκκου στη βανκομυκίνη Τύπος Van Tei θέση είδη VanA R R Plasmid/chr E. faecium dala-dlac E faecalis VanB R S Plasmid/chr E. faecalis dala-dlac E. faecium VanC1 R S Chromosome E. gallinarum VanC2 R S “ E. casseliflavus VanC3 R S “ E. flavescens dala-dser VanD R S Plasmid? E. faecium dala-dlac VanE R S ? Enterococcus sp. VanF 12-16 S ? Enterococcus faecalis (QLD) VanG 12-16 S ? SA isolate

Βανκομυκίνη – αντοχή Πρώτη αναφορά για ενδιάμεση αντοχή σε βανκομυκίνη (VISA ή GISA) 1997 Ιαπωνία Πρώτη αναφορά για αντοχή σε βανκομυκίνη (VRSA) 2002 ΗΠΑ “MIC Creep” = σταδιακή άνοδος MIC (0,5  1  1,5  2) που δίδεται σαν «ευαισθησία» στο CLSI αλλά ευθύνεται για κλινικές αποτυχίες Ετερογενής αντοχή με MICs εντός της υποτιθέμενης ευαισθησίας (MIC > 1 mcg/ml) Η ανίχνευση αυτών απαιτεί ειδικές εργαστηριακές τεχνικές