Bacteriosis y uso de antibióticos Bases científicas, ventajas e inconvenientes

EmilioMontesinosSeguí

PatologíaVegetalIns.tutodeTecnologíaAgroalimentaria-CIDSAV

UniversidaddeGirona

Email:emilio.montesinos@udg.eduWeb:hEp://www.udg.edu/cidsav

Youtube:hEps://www.youtube.com/watch?v=sur5VzJslcM

Credit:TheNewEnglandJournalofMedicine

USA(17.200Tn/año,

319millonesdehabitantes)

78,7

19,1

0,9 0,9 0,4

VeterinariaClinicaAcuiculturaMascotasAgricultura

EuropeanMedicinesAgency,2011.'TrendsinthesalesofveterinaryanCmicrobialagentsinnineEuropeancountries(2005-2009)'(EMA/238630/2011).

h:p://ecdc.europa.eu/en/Pages/home.aspx.EsDmadoaparDrdeDDDpor1000habitantes

EU(4.800Tn/año,

750millonesdehabitantes))

CONSUMODEANTIBIÓTICOS

Tiposdean.bió.cosconsumidosanivelmundial2000-2010(Unidadesestándar,monodosis)

aminoglicósidos

Penicilinas

•  22.000Kg/añodeestreptomicinaytetraciclinaenfrutalesdehuesoydepepita.

•  controldefuegobacteriano(Erwiniaamylovora)ybacteriosisdefrutalesdehueso(Xanthomonasarboricolapv.pruni).

•  coberturadeaplicación:manzano25%,peral40%,melocotonero/nectarina8%.

ANTIBIOTICOSENPROTECCIÓNVEGETALESTADOSUNIDOS

ELPROBLEMANOESLATOXICIDAD,

ESLARESISTENCIAYSUTRANSFERENCIAABACTERIASPATÓGENASDEHUMANOS!!!

Materia DL50oral(mg/Kg)Botulina 0,01NicoDna 50Rotenona 130Caldobordelés 300Piperina 500Timol 980Rianoidina 750Hidróxidocúprico 1000Aspirina 1200Piretroides 1200Carvona 1600Paracetamol 2000Mentol 3180Sabadina 4000Limoneno >5000AzadiracDna >5000Etanol 7000Gentamicina 8000Estreptomicina 9000Kasugamicina >5000Benomilo >10000

Toxicidadoralenrataparaalgunoscompuestosconocidos

TOXICIDA

D

6.25 25 50

DETECCION DE LA RESISTENCIA Bacterias fitopatógenas

Inhibicióndelcrecimientoinvitro

C C C

- disminucióndelapermeabilidadcelularalproducto- destoxificaciónpormodificaciónquímicadelproducto- destoxificaciónporinmovilizacióndelproducto

- disminucióndelaafinidadenladianacelular- superacióndelaetapabloqueadamedianteunanuevarutametabólica- compensacióndelefectoinhibitoriomediantelamayorproduccióndeladianainhibida

MECANISMOSDELARESISTENCIA

Riesgointrínsecoderesistenciaaunfungicida-bactericida (DatosLinde&MacDonald,FRAC)

PotencialevoluDvode

lpatógen

o

1

3

5

7

9

1 2 3

BlumeriaBremiaPhytophthoraPucciniaRhynchosporiumMycosphaerellaVenturiaRhizoctonia

Tille<a

ColletotrichumCladosporiumArmillariaErwiniaamylovora

FusariumoxysporumXanthomonasPseudomonas

benzimidazolcarbamatosdicarboximidasIBE-claseIQoI

Ab-aminoglicósidosbenzamidasIBE-clasesIIyIII

carboxamidasfenilpirrolesdi.ocarbamatosnalimidasguanidinascloronitriloscobres

Conjugación INTERCAMBIOGENÉTICOENBACTERIAS R S

R R

1000-7000kb

10-1400kb

cromosoma

plásmidoR

pilisexual

DISPERSIÓN

PRESIÓNSELECTIVADELANTIBIOTICO

Intercambiogené.co(conjugación,transformación,transducción)

MULTIPLICACIÓNSELECCIÓN

airesueloaguamaterialvegetalanimalesalimentos

Poblaciónoriginalsensible

Poblaciónmezcla

MICROBIOTANORMALDELASPLANTAS

PATÓGENOSDEHUMANOS

PATÓGENOSDEPLANTAS

BacteriasGramnegaDvasanaerobiasfacultaDvas(p.e.enterobacteriáceas)

BacteriasGramnegaDvasaerobias(p.e.pseudomonadáceas)

BacteriasGramposiDvas(p.e.bacilláceas)

Pantoeaagglomerans

Pseudomonasfluorescens

BacillussubClis

ErwiniaamylovoraPectobacteriumDickeyaErwiniaspp.

PseudomonassyringaeXanthomonasspp.Pseudomonasspp.

Clavibacterspp.

EscherichiacoliSalmonellaentericaProteusspp.Shigellaspp.

PseudomonasaeruginosaBurholderiacepaciaP.malleietc.

Corynebacteriumspp.Bacillusanthracis

Relacionesentrebacteriasasociadasaplantasyanimales

EjemplosdeAn.bió.cosaminoglicósidos

PRM Paromomycin

RSM Ribostamycin

ONH2

OH

OOH

OH

CH2OH

NH2 O

NH2

NH2OH

O

O

OH

O

CH2OH

CH2NH2

OH

OOH

CH2NH2

NH2 O

NH2

NH2OH

O

O

OH

CH2OH

OH

OH

SM Streptomycin

OH OH

NH

OHO

NH

CNH2

NH

CNH2

NH

O

OOH

O NHCH3OH

CHOOH

HOH2COH

kasugamicina

neomicina

lividomicina

OO

OHOHOHOHOH

CH3 NH2NHC

NHHOOC

ONH2

OH

O OHOHCH2NH2

NH2 ONH2

NH2OH

OO

OHO

CH2OHCH2NH2

OH

O OHCH2OH

OH OHO

NH2OH

O OHCH2OH

NH2 ONH2

NH2OH

OO

OHO

CH2OHCH2NH2

O

estreptomicina

paronomicina

ribostamicina

DKB Dideoxykanamycin B

AMK Amikacin

NTL Netilmicin

DHSM Dihydrostreptomycin

OH OH

NH

OHO

NH

CNH2

NH

CNH2

NH

O

OOH

O NHCH3OH

CH2OHOH

HOH2COH

OOHNH2

OHO CH2NH2

NH2

ONH2

ONH2

HOH2C

OH

OOHNH2

OHO

OHCH2NH2

OHOH

ONH

ONH2

HOH2C

OH

ONH2

OH

OCH3H3CHN

OHO

OH

CH2

NH2

OH5C2HN

ONH2

OH

OH

NH2

kanamicina

tobramicina

gentamicina

sisomicina

OOHNH2

OH O OHCH2NH2OH OH

ONH2 O

NH2

HOH2COH

OOHNH2

OH O OHCH2NH2NH2

ONH2 O

NH2

HOH2COH

OOHNH2

OH O OHCH2OHNH2

ONH2 O

NH2OH

OCH3H3CHN

OH O OHCH2

NH2ONH2 O

NH2OH

OH

NH2

amikacina

neDlmicina

DKB Dideoxykanamycin B

AMK Amikacin

NTL Netilmicin

DHSM Dihydrostreptomycin

OH OH

NH

OHO

NH

CNH2

NH

CNH2

NH

O

OOH

O NHCH3OH

CH2OHOH

HOH2COH

OOHNH2

OHO CH2NH2

NH2

ONH2

ONH2

HOH2C

OH

OOHNH2

OHO

OHCH2NH2

OHOH

ONH

ONH2

HOH2C

OH

ONH2

OH

OCH3H3CHN

OHO

OH

CH2

NH2

OH5C2HN

ONH2

OH

OH

NH2

Mecanismodeinhibicióndelosan.bió.cosaminoglicósidos

SINTESISDEPROTEINASENBACTERIAS

70Scomplejodeiniciación

30S

30S-mRNA

30Scomplejodeiniciación

subunidad50S

polisoma

70S

DNAmRNA

IF-3

GTP, IF-1, IF-2

fMet-tRNAF

EF-G

EF-T AA-tRNA

IF-1, IF-2

GDP, Pi

mRNA

IF-3 KASUGAMICINA

ESTREPTOMICINA,kanamicina,neomicina,paromomicina,gentamicinaetc

Kanamicina,neomicina,gentamicina

A.Okuyamaetal.:J.AnDbiot.28,903-905(1995)N.Tanakaetal.:Biochm.Biophys.Res.Com.43,196-199(1971)P.-C.Taietal.:Biochemistry12,616-620(1973)F.Scluenzenetal.:NatureStructural&MolecularBiology(2006)

ESTREPTOMICINA,kanamiciana,neomicina,paromomicina,gentamicina,etc

Conclusiones•  elusodeanDbioDcosenagriculturaanivelmundialysuimpactoes

minoritariocomparadoconsuuDlizaciónenveterinaria,clínicayacuicultura.

•  elproblemadelusodeanDbióDcosenagriculturanoresideensuperfiltoxicológico,sinoenlaselecciónderesistencia.LosanDbióDcosnoinducenresistencia“perse”sinoqueseleccionancepasresistentesqueaparecenporfenómenosnaturales.

•  elprincipalproblemadelaresistenciaaanDbióDcosenbacteriasasociadasaplantasresideenlaposibletransferenciadedicharesistenciaabacteriaspatógenasdelámbitoclínico/veterinario.

•  elusodeanDbióDcosenagrículturadeberestringirseaaquellosqueno

presentanresistenciacruzadaconan.bió.cosdeusoclínico,portenerunmecanismodeaccióndisDnto.