teorico 15
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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGA, PARASITOLOGA
E INMUNOLOGA
MICROBIOLOGIA I
Dra Maria Teresa Mujica
Terico 15
ANTIFUNGICOS
-
MICROBIOLOGA MDICA. Murray y col. Elsevier.
5Ed. Barcelona, 2006.
MICROBIOLOGA MDICA. Murray PR y col. Ed.
Elsevier, Barcelona, 2009
MICOLOGA MDICA (ILUSTRADA). Arenas, Roberto.
Mc Graw Hill. 3 Ed. Mxico, 2008.
MICOLOGA MDICA (ILUSTRADA). Arenas, Roberto.
Mc Graw Hill. 4 Ed. Mxico, 2011.
MICOLOGA MDICA BSICA. Bonifaz, Alexandro. Mc
Graw Hill. 3 Ed. Mxico, 2010.
Bibliografa
La clase contiene informacin que completa la de los textos
-
Conocer los distintos antifngicos (ATF) y sus los mecanismos de accin sobre la clula
fngica.
Comprender los mecanismos de la adquisicin de la resistencia a los ATF.
Conocer los mtodos de determinacin de la susceptibilidad a los antifngicos.
Objetivos
-
La clula fngica
Hongos son eucariotas
Unicelular o multicelular (levaduras miceliales)
Distinguidos de otros reinos
Organizacin estructural
Nutricin: absorcin de nutrientes previa degradacin de biopolmeros.
Crecimiento
Reproduccin (esporas o conidios)
-
Pared celular Membrana celular
Ncleo
Nucleolo
Retculo endoplsmico
Clula Fngica
Mitocondrias
Hongos
unicelulares
Hongos
pluricelulares
-
Clula fngica
Mananosproteinas
b-(1,6)-glucanos
b-(1,3)-glucanos
Quitina
Bicapa fosfolipdica
Pared: estructura fibrilar y capa amorfa
Ergosterol b-(1,3)-glucan sintetasa
Quitin sintetasa
Escualeno Formacin
de Ergosterol
DNA/RNA
Sntesis
Membrana
citoplasmtica
-
Citoplasma
Mitocondrias
MC
Pared celular
Ncleo Nucleolo
Retculo endoplsmico
Microvesculas
Ribosomas
Citoesqueleto:
microtbulos ( tubulina ) y
microfilamentos (actina)
Circulacin de las organelas
y separacin de los
cromosomas en la divisin
celular
-
Antifngico- evolucin histrica
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Anfotericina B
5-Fluorocitosina
Ketoconazol
Fluconazol
Itraconazol
Caspofungina
Voriconazol
Formulaciones
lpidicas de la
Anfotericina B
Ravuconazol
Posaconazol
Albaconazol
Micafungina
Anidulafungina
Griseofulvina
-
Drogas antifngicas: estuctura y clasificacin
Polienos
Anfotericina B desoxicolato y
formulaciones lipidicas
Nistatina Natamicina
Azoles
Imidazoles: Ketoconazol, miconazol
Triazoles : fluconazol- itraconazol-
voriconazol- posaconazol y
ravuconazol
Alilaminas
Terbinafina
Pirimidinas fluoradas Fluocitocina
Lipopptidos Candinas: Caspofungina
Anidulofungina, Micafungina
Pptidos nuclesidos Nikomicina Z
Derivados tetrahidrofuranos Sordarinas azasordarinas
Otras Griseofulvina
Tiocarbamatos: tolnaftato,
Morfolinas: amorolfina
-
Pared celular
Membrana celular
Mitocondrias
Ncleo
Nucleolo
Retculo
endoplsmico
Clula Fngica
Candinas
Nikomicina Z
Polienos
Azoles
Alilaminas
Tiocarbamatos
Morfolinas
Pirimidinas
fluoradas: 5- FC
Sntesis proteica
sordarinas
-
Clula
fungica Mananosproteinas
b-(1,6)-glucanos
b-(1,3)-glucanos
Quitina
Bicapa fosfolipdica
Membrana celular y Pared
Ergosterol b-(1,3)-glucan sintetasa
Escualeno
Formacin
de Ergosterol DNA/RNA
Sntesis
-
Anfotericina B
Streptomyces nodosus
Standard de oro*
(1955)
*Hoy en da se cuestiona su uso como tal
PORO
-
Membrana
plasmtica
Ergosterol
Anfotericina B
Unin al ergosterol
K+
Na+
Ca++ Ca++
Na+ K+
Alteracin osmtica
Mecanismo de accin: Unin al ergosterol y formacin de poros transmembrana
Mg++
-
Farmacocintica
Baja absorcin por va oral (5%) Va de administracin: i.v. lenta.
Alta unin proteica 90-95%
Se fija a membranas citoplasmticas, concentra en
hgado, pulmn, bazo y riones
Atraviesa meninges inflamadas y placenta
-
Efectos adversos Toxicidad dependiente de la dosis. Nefrotoxicidad: dosis acumulada mxima: 4-5
g.(adecuada hidratacin!!!)
Smas. de administracin: fiebre escalofros y temblores; cefalea, vmitos, hipotensin. Tromboflebitis y necrosis tisular. Efecto inmunomodulador
Anemia normoctica normocrmica
-
Formulaciones lipdicas de
anfotericina B
2- Anfotericina B en
dispersin coloidal
(ABCD, Amphocil o
Amphotec )
3- Anfotericina B
liposomal (L-AmB,
Ambisome )
1- Anfotericina B en complejos
lipdicos:
L- -dimiristofosfatidilcolina; L- -dimiristofosfatidilglicerol. (ABLC,
Albecet)
Mayor tolerancia y
menor toxicidad
-
Propiedades e indicaciones de las
formulaciones de Anfotericina B asociadas
a lpidos
Eficacia similar a la Anfotericina B deoxicolato (convencional)
Menor nefrotoxicidad
Alto costo
Indicadas en pacientes con infecciones fngicas sistmicas que presentan intolerancia al
tratamiento con anfotericina B deoxicolato o ante
falla renal preexistente
-
Mecanismo de liberacin
Mecanismo desconocido
Secuestro selectivo por parte del SRE
Alta fagocitosis y eliminacin lenta
por parte del
macrfago
Liberacin del
macrfago
Macrfago
Liberacin en sangre
Endocitosis
Liposoma Lisosoma
Fusion
Degradacin
del liposoma
Vescula
endoctica
-
5-fluorocitosina - Flucitosina (1957)
Mecanismo de Accin
Pro-droga (derivado fluorado de citosina)
En el citoplasma de la clula fngica se transforma en 5- fluoruracilo
Alteracin de la sntesis de cidos nucleicos y de sntesis proteica
Fue utilizada en trat. de candidiasis y criptococosis asociada a AMB
Alta resistencia si se la administra sola
Se absorbe por va gastrointestinal
-
5-fluorocitosina
Inhibe la timidilato sintasa Inhibe la sntesis de DNA
5-fluoro-UTP Incorporado en RNA
Interrumpe la sntesis proteica
-
Imidazoles: Miconazol, Ketoconazol,
Triazoles: Fluconazol, Itraconazol,
Voriconazol, Posaconazol
Azlicos
Fluconazol, triazol
-
Sntesis Ergosterol
Escualeno
2,3 oxidoescualeno
Lanosterol
Zymosterol
Ergosterol
Alilaminas
Tiocarbamatos 1-Fluconazol
2-Voriconazol
3- Itraconazol
4-Posaconazol
Azoles
Morfolinas
Lanosterol 14
demetilasa
Gen ERG 11
Gen ERG 1
Morfolinas:
amorolfinas (lacas) C-14 esterol reductasa
Gen ERG 24
7-8 esterol isomerasa
Gen ERG 2
-
Azoles: inhibicin de la sntesis del ergosterol
Membrana
Plasmtica
Ergosterol
Azlicos
Escualeno
Sntesis
De ergosterol
Esteroles txicos
Acumulacin
de Esteroles
txicos
Inhibicin de la
14-alpha-demetilasa
-
Azlicos Imidazoles: 1. Ketoconazol (1978): Producto de la sntesis farmacutica.
Usado en formas sistmicas de las micosis. Va oral, alta fijacin a protenas.
Formas tpicas.
2. Miconazol, Sertaconazol, Clotrimazol, Econazol. Formas tpicas: tratamiento de Micosis superficiales Triazoles: Fluconazol, Itraconazol, Voriconazol, Posaconazol
Va oral e IV a excepcin de
Posaconazol Via oral
-
Alilaminas: terbinafina
Tiocarbamatos: tolnaftato
Morfolinas: amorolfina
Inhibicin de la sntesis del ergosterol
-
Sntesis Ergosterol
Escualeno
2,3 oxidoescualeno
Lanosterol
Zymosterol
Ergosterol
Alilaminas
Tiocarbamatos
Fluconazol
Voriconazol
Itraconazol
Azoles
Morfolinas
Lanosterol 14
demetilasa
Gen ERG 11
Gen ERG 1
Morfolinas C-14 esterol reductasa
Gen ERG 24
7-8 esterol isomerasa
Gen ERG 2
Gen ERG 1
-
Alilaminas
Mecanismo de Accin Terbinafina
Inhibe la sntesis del ergosterol a
nivel de la epoxidacin del escualeno
Indicado en las micosis superficiales
Se absorbe por va digestiva
Va oral
-
Griseofulvina: Metabolito de Penicillium
griseofulvum
Mecanismo de accin
Alteracin de los microtbulos.
Inhibicin de la mitosis y la replicacin del DNA
Alteracin de la quitinsintetasa (por inhib.
la sntesis proteica)
Circulacin de organelas y
separacin de los
cromosomas en la divisin
celular
Citoesqueleto:
microtbulos
(- tubulina ) y
microfilamentos
(actina)
-
Fungisttico para diversas especies de dermatofitos
Se detecta en la piel 4 a 8 hs despus de su
administracin
Tinea capitis y tinea corporis en
nios por su menor toxicidad
que los azoles
Griseofulvina: Metabolito de Penicillium
griseofulvum
-
Candinas
-
Candinas Caspofungina y Micafungina
Anidulofungina
Caspofungina
Anidulafungina Micafungina
-
Caspofungina: Inhibicin no competitiva de la -(1-3)D-glucano
sintetasa.
Derivado semisinttico del
Glarea lozoyensis
neumocandina
Administracin IV
-
Mananoprotenas
(1,6)-glucanos
(1,3)-glucanos Quitina Membrana
plasmtica
(1,3) glucano sintetasa
Inhibidor
de la
glucan
sintetasa
Deplecin de
(1,3) glucanos
de la pared
Inhibidor de la glucan
sintetasa
Mecanismo de accin: Candinas
-
EQUINOCANDINAS:
Caspofungina
Inhibicin de sntesis -(1-3) glucanos (de glucan sintasa )
Acta en los puntos de activo crecimiento y de ramificacin (sitios de activa sntesis de pared en los micelios)
En levaduras los brotes fracasan en la separacin de la clula madre
Se producen clulas osmticamente sensibles
Solo endovenoso y no concentra en
LCR
-
Caspofungina sobre
hifas de Aspergillus
fumigatus
Hifas sanas
hifas
aberrantes
-
Antifngicos sistmicos:
vas de administracin
Oral IV
Fluconazol >80 % Si
Itraconazol
60 a70%
Si*
Voriconazol > 80% Si
Posaconazol >70 % No
Anfotericina B No Si
Caspofungina No Si
* No disponible en nuestro pas
-
Drogas contra Pneumocystis jirovecii
Trimetroprima- Sulfametoxazol
Combinacin de drogas que actan en forma secuencial inhibiendo
la sntesis del acido flico (inhiben la dihidrofolato reductasa y la
dihidrofolato sintetasa).
Activo contra bacterias, hongos y P. jirovecii
Pentamidina
El mecanismo de accin es desconocido: interacta con los
fosfolpidos de membrana, inhibicin de ARN y ADN. Inhibicin
de topoisomerasas.
Indicaciones: P. jirovecii (nebulizaciones), tripanosomiasis,
leishmaniasis
-
Nuevos antifngicos
Combinaciones de antifngico
Con antifngicos: bloqueo de dos o ms mecanismos antifngicos. Sinergia.
con citoquinas
Con anticuerpos (Mycograb: anticuerpo recombinante humano contra la protena de
shock trmico 90,HSP90). Tercera etapa en
los ATF. Fase clnica
Antifngicos
-
Inhibicin de distintas enzimas en la misma ruta metablica (azoles y terbinafina).
Aumento de la penetracin de un compuesto como consecuencia de la accin
permeabilizadora de otro en la pared o la
membrana celular (AmB y 5FC).
Inhibicin simultnea de distintas dianas de la clula fngica (caspofungina y AmB)
Combinaciones de Antifngicos
-
Mecanismos de resistencia a
los antifngicos
-
RESISTENCIA es..
MICROBIOLGICA
CLINICA
MOLECULAR
-
Hongo
Tamao y tipo de inculo
*levadura / hifa
Produccin de biofilm
Estabilidad genmica
Poblacin cuello de botella
Droga
Dosis
Farmacocintica
Interacciones droga-
droga
Husped
Respuesta immune: inmunidad innata- adaptativa
Sitio de infeccin: lugar, formacin de abscesos,
presencia de necrosis, pH y anaerobiosis
Resistencia clnica.
-
INTRNSECA- NATURAL INSENSIBILIDAD
Ningn miembro de la especie fngica es sensible.
Candida krusei es resistente intrnseca al fluconazol
PRIMARIA
Una especie normalmente sensible posee una
resistencia natural a la droga y NUNCA tuvo contacto con la droga
SECUNDARIA o ADQUIRIDA
Cepa previamente sensible
adquiere resistencia
despus del tratamiento
con el ANTIFNGICO
-
RESISTENCIA A LOS ANTIFUNGICOS
MECANISMOS GENERALES DE
RESISTENCIA
Permeabilidad
disminuida
Eflujo
activo
Inactivacin
enzimtica Modificacin
del blanco de
accin
Alteracin de
una va
metablica
sobreproduccin de la enzima
blanco
Mutaciones en el gen
que codifica a la
enzima
-
Sntesis Ergosterol
Escualeno
2,3 oxidoescualeno
Lanosterol
Zymosterol
Ergosterol
Alilaminas
Tiocarbamatos
Fluconazol
Voriconazol
Itraconazol
Azoles
Morfolinas
Lanosterol 14
demetilasa
Gen ERG 11
Gen ERG 1
Morfolinas C-14 esterol reductasa
Gen ERG 24
7-8 esterol isomerasa
Gen ERG 2
Gen ERG 1
-
Mecanismo molecular de la resistencia
Cepa sensible
MF: Major facilitators ABC: ATP Binding Cassette
-
Mecanismo molecular de la resistencia
Cepa resistente
MF: Major facilitators ABC: ATP Binding Cassette
-
Candidiasis
C. albicans
-
Incremento de
MDR m RNA
Incremento de
CDR m RNA
Mutacin puntual en ERG11
Aumento en mRNA ERG 11
Episodio de candidiasis orofarngea
CIM
g
/ml oCIM
Dosis diaria de Fluconazol
Combinatoria de Mecanismos: R
-
Aspectos Moleculares de la
Resistencia a los Azoles
Mutaciones puntuales del gen ERG11 Altera 14 lanosterol demetilasa
Sobre-expresin del gen ERG11
Incrementa la produccin de 14 lanosterol demetilasa
Incremento en nivel de mRNA de los genes (CDR1 or MDR1 genes) que codifican para las bombas de eflujos
Disminucin de la acumulacin del azol en la clula fngica
-
Resistencia a Azoles
Bien conocida particularmente en fluconazol
Es un problema clnico
RESISTENCIA AL FLUCONAZOL
INTRINSECA C. krusei, C. norvegensis. P. jirovecii
INSENSIBILIDAD Aspergillus, Fusarium,Mucorales
PRIMARIA C. glabrata
SECUNDARIA C. albicans
C. dubliniensis.
C. albicans
C. dubliniensis + Sida
Resistencia cruzada con
fluconazol y otros azoles
-
Membrana
plasmtica
Ergosterol
Anfotericina B
Unin al ergosterol
K+
Na+
Ca++ Ca++
Na+ K+
Alteracin osmtica
Mecanismo de accin: Unin al ergosterol y formacin de poros transmembrana: anfotericina B
-
Mecanismos de la resistencia
a Anfotericina B
Disminucin del contenido del ergosterol en la membrana
Alteraciones en el contenido de esterol (fecosterol, episterol: de reducida afinidad)
Alteraciones en la proporcin esterol a fosfolpidos
Reorientacin o enmascaramiento del ergosterol
Previa exposicin a azoles
-
Resistencia a Anfotericina B
Existe dificultades tcnicas en la deteccin de la resistencia in vitro
Resistencia in vivo es rara
C. lusitaniae, C. krusei
C. neoformans (algunos aislamientos)
Trichosporon spp.
A. terreus
S. apiosperma
Fusarium spp.
...
Hongos con
susceptibilidad
reducida a AMB
Anfotericina B
Resistencia
secundaria
Es muy baja
-
Mananoprotenas
(1,6)-glucanos
(1,3)-glucanos Quitina Membrana
plasmtica
(1,3) glucano sintetasa
Inhibidor
de la
glucan
sintetasa
Deplecin de
(1,3) glucanos
de la pared
Inhibidor de la glucan
sintetasa
Mecanismo de accin: Candinas
-
Intrnseca o Insensible : C. neoformans
SECUNDARIA (?)
Mutantes resistentes debido a la terapia an no
existen.
Resistencia a las equinocandinas
Mutacin en el gen FSK1
-
Mtodos de Determinacin de Susceptibilidad
a los Antifngicos
COMO DIFERENCIAMOS UN AISLAMIENTO FNGICO
SUSCEPTIBLE DE UNO RESISTENTE A UN ANTIFNGICO ?
Mtodos de dilucin
Mtodos de difusin
-
Tcnicas para realizar estudios de sensibilidad (in vitro)
Mtodos de dilucin: CIM NCCLS Doc. M27-A3 (CLSI) para levaduras (2008). Documento EUCAST para levaduras (2002) NCCLS Doc. M38-A para hongos filamentosos (2002).
CLSI Mtodos de difusin E-test (AB biodisk) Tabletas Rosco (Rosco Diagnostica) NCCLS M44-A. CLSI Mtodos colorimtricos YeastOne (Trek Diagnostic System) Fungitest (Biorad)
-
Incubacin:
Candida spp 24- 48 hs
a 35C
Cryptococcus 72 hs a
30C
11: Control Crecimiento
(Inculo)
12: Control de Esterilidad
( Antifngico)
METODO DE DILUCION
Mtodo de
referencia
Concentracin Inhibitoria Mnima (CIM) Es la menor concentracin del ATF en g/ml capaz de: inhibir el
crecimiento o inhibir el desarrollo fngico al 50% respecto del
control de crecimiento.
-
Interpretacin (S o R) se basa en valores del
antifngico alcanzable en suero
Antifngico
Susceptible
Susceptible
Dosis
Dependiente
(S-DD)
Resistente
Fluconazol
8 g/ml
16-32 g/ml
64 g/ml
Itraconazol
0.125 g/ml
0.25-0.5
g/ml
1 g/ml
METODO CUANTITATIVO
METODO DE DILUCION
-
Susceptibilidad frente al
fluconazol
Mtodo de difusin con disco
Sensible
S-DD
Sensible >19 mm
S-DD 15-18 mm
Resistente
-
E-Test
Gradiente
de concentraciones
en la tira
g/ml
La diferencia con el disco, es que el disco contiene una sola
concentracin
Esta es
la CIM
-
Sensibilidad antifngica NO se realiza de rutina. Es IMPORTANTE identificar las levaduras y hongos filamentosos (genero y especie) para identificar la RESISTENCIA (R) INTRNSECA o INSENSIBILIDAD. MTODOS: Dilucin Micromtodos macromtodos (CIM). Difusin en disco, tabletas, E-test Mtodos comerciales
Determinan la R
Adquirida
-
DROGA
Especies
(n =62)
Rango
CIM
(g/ml)
Porcentaje acumulativo de cepas que son inhibidas en cada CIM (g/ml)
0.031 0.06 0.12 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32 64
Anfotericina
Candida spp 0.12-2 6 24 76 97 100 100 100 100
Caspofungina Candida spp 0.06-2 42 47 56 74 95 100 100 100 100
Voriconazol Candida spp 0.06-4 73 87 93 95 97 97 100 100 100
Fluconazol
C. parapsilosis 0.25-64 23 31 58 81 96 96 96 96 100
C. albicans 0.25-8 5 10 47 68 95 100 100 100 100
C. tropicalis 2-64 56 78 89 89 89 100
Otras especies 0.25-64 13 13 13 38 63 63 63 63 100
Candida spp 0.25-64 13 18 40 68 89 92 92 92 100
Sensibilidad de Candida spp aisladas de hemocultivo
-
MICROORGANISMO
HUSPED
ANTIFNGICO
RESPUESTA
TERAPUTICA
Mec. Innato
Mec. Adquiridos
Localizacin de la
infeccin
Concentracin en los distintos tejidos
Concentracin fluctuante del frmaco
En la infeccin
Gran nmero de
microorganismos
Relacin in vitro / in vivo
-
Relacin in-vivo / in-vitro Condiciones estandarizadas de laboratorio:
Fase constante de crecimiento del microorganismo
Condiciones fijas de pH, temperatura, humedad y concentracin de 02.
Exposicin constante de un nmero pequeo de microorganismos (103-106 UFC/mL).
Concentraciones constantes del antimicrobiano.
Condiciones en la infeccin:
Gran nmero de microorganismos (109 UFC/mL).
Concentraciones fluctuantes del frmaco.
Concentracin del frmaco en los distintos tejidos
Factores del husped.
CIM
-
Correlacin in vitro / in vivo
CIM: no es una medicin fsica ni qumica
Los factores del husped resultan mas importante que los ensayos de
susceptibilidad en predecir el curso clnico
La susceptibilidad de un microorganismo no predice el xito de la terapia
La resistencia in vitro puede predecir falla teraputica
-
Prevencin y control de la resistencia
a los antifngicos
Tratamiento con el antifngico apropiado.
Uso racional de los antifngicos.
Dosis apropiada y evitar las sub-optimas.
Estudios de vigilancia epidemiolgica.
Uso de combinaciones de antifngicos.
Nuevas estrategias
-
Preguntas
Pneumocystis jirovecii es considerado actualmente un
hongo sin embargo, no es susceptibles a los azoles y
anfotericina B a que se debe esto? Porque otra clase de
antifngicos y antibacterianos pueden ser usados para
tratar la neumona que produce?
Un paciente presenta una Candidiasis invasora por un
aislamiento sensible de Candida albicans al fluconazol, sin
embargo no se observa una respuesta al tratamiento con
esta droga (con la dosis requerida). Porque?
-
Muchas Gracias