Αντιβιοτικά & Αντοχή. by J.G.Routsias, MD, Ph.D

Transcript

1 Αντιβιοτικά & Αντοχή by J.G.Routsias, MD, Ph.D

2 Αντιβιοτικά / Αντιμικροβιακά Εκλεκτική εξουδετέρωση του εισβάλοντα μικροοργανισμού, χωρίς να βλάπτουν τα κύτταρα του ξενιστή Σχετική εκλεκτική τοξικότητα (εξαρτάται από την συγκέντρωση του φαρμάκου)

3 Θέσεις δράσης των αντιβιοτικών

4 Στόχος κυτταρικό τοίχωμα Gram (+) Gram (-)

5 Structure of a peptidoglycan monomer:

6

7 Polymerisation of a peptidoglycan monomer:

8

9 Formation of crosslinks: Penicillin-Binding Protein (PBP)

10 The result of cross linking between peptidoglycan chains:

11

12 Inhibition of cell wall synthesis Vancomycin acts by binding to the D-alanyl-D-alanine peptide termini of the nascent peptidoglycan-lipid carrier. β-lactams inhibit PBP by bonding to its D-alanyl--Dalanine binding pocket. MRSA has acquired a gene for PBP2 which has a very low binding affinity to b-lactam antibiotics. As a result the production of a cell wall can continue. This is the basis for Methicillin resistance in S. Aureus.

13 Βανκομυκίνη (δέσμευση με D-Ala-D-Ala)

14 β-λακταμικά (Αζτρεονάμη) μοριακή μίμιση με D-Ala-D-Ala (Ιμιπενέμη)

15 Άλλα αντιβιοτικά & στόχοι DNA gyrase Quinolones DNA-directed RNA polymerase Rifampin Trimethoprim Folic acid synthesis Sulfonamides PABA (p-amino-benzoic acid) THFA DHFA Protein synthesis mistranslation Aminoglycosides DNA mrna Ribosomes Protein synthesis inhibition Macrolides & Lincomycins Protein synthesis inhibition Tetracyclines Cohen. Science 1992; 257:1064

16 Επιλογή αντιβιοτικών 1. Ευαισθησία του μικροοργανισμού (μέθοδο διάχυσης δίσκων, προσδιορισμός της ελάχιστης ανασταλτικής πυκνότητας κλπ) 2. Θέση λοίμωξης πχ αιματεγκεφαλικός φραγμός, προστατικό επιθήλιο

17

18 Επιλογή αντιβιοτικών 3. Κατάσταση του ασθενούς: Ανοσοκαταστολή, Νεφρική δυσλειτουργία, Ηπατική δυσλειτουργία, Κακή αιμάτωση, Εγκυμοσύνη, Θηλασμός, Ηλικία 4. Τοξικότητα/ασφάλεια του φαρμάκου 5. Κόστος θεραπείας 6. Βακτηριοστατικά/βακτηριοκτόνα

19 Βακτηριοκτόνα - Βακτηριοστατικά Βακτηριοκτόνα. Ονομάζονται τα αντιβιοτικά που προκαλούν γρήγορα τον θάνατο των μικροβίων (πενικιλλίνες, κεφαλοσπορίνες, αμινογλυκοσίδες, βανκομυκίνη κ.α.). Βακτηριοστατικά. Ονομάζονται τα αντιβιοτικά που προκαλούν αναστολή της ανάπτυξης των μικροβίων (σουλφοναμίδες, τετρακυκλίνες, χλωραμφαινικόλη, ερυθρομυκίνη, κλινταμυκίνη κ.α.).

20

21 Επιλογή αντιβιοτικών 7. Συνδυασμοί φαρμάκων/συνέργεια Αναστολείς του μεταβολισμού

22 Επιλογή αντιβιοτικών 8. Χημειοθεραπευτικό φάσμα Καταστροφή χλωρίδας. Στενό φάσμα (ισονιαζίδη μυκοβακτηρίδια). Εκτεταμένο φάσμα (αμπικιλίνη gram+ & gram-). Ευρύ φάσμα (τετρακυκλίνη, χλωραμφενικόλη ποικιλία μικροβιακών ειδών). Μελέτη των pie-charts:

23 Τριμεθοπρίμη - Σουλφαμεθοξαζολη

24 Επιλογή αντιβιοτικών 9. Ανάπτυξη αντοχής στο αντιβιοτικό (αυτόματες μεταλλάξεις του DNA αλλαγή θέσεων στόχου, μεταβίβαση αντοχής στο φάρμακο ένζυμα που αδρανοποιούν το αντιβιοτικό κλπ)

25 Prevalence of PCN Resistant S. aureus

26

27 Τύποι αντοχής στα αντιβιοτικά Ενδογενής αντοχή Μερικά μικρόβια είναι γενετικά ανθεκτικά σε ορισμένα αντιβιοτικά πχ, Enterococci και aminoglycosides. Επίκτητη αντοχή Μεταλλάξεις (ESBLs, PBPs). Ανταλλαγή γενετικού υλικού με plasmids, transposons (VanA) ή μετασχηματισμό. Επαγώμενη αντοχή με μεταβολή της έκφρασης γονιδίων (πχ αποκαταστολή στο Enterobacter έπειτα από χρήση cephalosporin).

28 Ανταλλαγή γενετικού υλικού ανάμεσα σε βακτήρια

29

30 Multi-Drug Resistant Bacteria Staphylococcus aureus 1 Nafcillin R Levofloxacin S Cefazolin R Clindamycin S Rifampin S Tetracycline S Tmp-sulfa S Vancomycin S Staphylococcus aureus 2 Nafcillin R Levofloxacin R Cefazolin R Clindamycin R Rifampin R Tetracycline R Tmp-sulfa R Vancomycin S

31 Mechanisms of Multi-Drug Resistant S. aureus ß lactamase (Penicillin) Altered penicillin binding protein (nafcillin, cefazolin) Efflux pump (quinolones) Transposon encoded dfra gene codes for altered DHFR ( ιυδροφυλλική αναγωγάση) (trimethoprimsulfamethoxazole) Altered 23S rrna (macrolides and clindamycin)

32 Έλεγχος ευαισθησίας Φάρμακα για έλεγχο ευαισθησίας: Set 1: Φάρμακα πρώτης εκλογής που χρησιμοποιούνται ευρέως Set 2: φάρμακα που χρησιμοποιούνται μόνο όταν: ο μικροοργανισμός είναι ανθεκτικός στα 1 ης εκλογής φαρμάκα ή υπάρχουν άλλοι λόγοι όπως αλλεργία, νεφροτοξικότητα, ηπατοτοξικότητα, μη διαθεσιμότητα

33 Table 1: Basic sets of drugs for routine susceptibility test ( Set 1 Set 2 Staphylococcus Intestinal Enterobacteriaceae Urinary Blood and tissues Pseudomonas aeruginosa Benzyl penicillin Oxacillin Erythromycin Tetracycline Chloramphenicol Ampicillin Chloramphenicol Co-trimoxazole Nalidixic acid Tetracycline Sulfonamide Trimethoprim Co-trimoxazole Ampicillin Nitrofurantoin Nalidixic acid Tetracycline Ampicillin Chloramphenicol Cotrimoxazole Tetracycline Gentamicin Piperacillin Gentamicin Tobramycin Gentamicin Amikacin Co-trimoxazole Clindamycin Norfloxacin Norfloxacin Chloramphenicol Gentamicin Cefuroxime Ceftriaxone Ciprofloxacin Piperacillin Amikacin Amikacin

34 Έλεγχος ευαισθησίας στα αντιβιοτικά Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων vary amount of antimicrobial substances incorporated into liquid or solid media followed by inoculation of test bacteria Μέθοδος διάχυσης Put a filter disc, or a porous cup/a bottomless cylinder containing measured quantity of drugs on the a solid medium that has been seeded with test bacteria

35 Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων Broth dilution/ Agar dilution methods Permit quantitative results: Indicating amount of a given drug necessary to inhibit (bacteriostatic activity) or kill (bactericidal activity) the microorganisms tested Minimum Inhibition Concentration (MIC) Minimum Bactericidal Concentration (MBC)

36 Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων Minimum Bactericidal Concentration (MBC) : Ως ελάχιστη βακτηριοκτόνος συγκέντρωση ορίζεται η ελάχιστη συγκέντρωση των αντιβιοτικών που είναι αναγκαία για να φονεύσει ένα μικρόβιο (επιβιώνει <0.1% των μικροβίων). Minimum Inhibition Concentration (MIC): Ως ελάχιστη ανασταλτική συγκέντρωση ορίζεται η ελάχιστη συγκέντρωση των αντιβιοτικών που είναι αναγκαία για να αναστείλει την ανάπτυξη ενός μικροβίου.

37 Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων Day C1 C2 Add 1 ml of test bacteria (1*10 6 CFU/ml) to tubes containing 1 ml broth and concentration of antibiotic (mg/l) C1 C2 Bacterial conc.= 5*10 5 CFU/ml Incubate 35 o C, o/n Controls: C1 = No antibiotic, check viability on agar plates immediately C2 = No test bacteria

38 Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων C1 C ml (spread plate), Incubate 35 o C, o/n Day 2 Record visual turbidity Subculture non-turbid tubes to agar plates (use 0.01 ml standard loop) MIC = 16 mg/l Day 3 Determine CFU on plates: At 16 mg/ = 700 CFU/ml > 0.1% of 5*10 5 CFU/ml MBC = 32 mg/l

39 Μέθοδος μικροαραιώσεων Visualize turbidity Light box/ mirror reader Automated reader

40 Μέθοδος διάχυσης δίσκων Disc diffusion method : The Kirby-Bauer test Antibiotic-impregnated filter disc* Susceptibility test against more than one antibiotics by measuring size of inhibition zone 1949: Bondi and colleagues paper disks 1966: Kirby, Bauer, Sherris, and Tuck filter paper disks Demonstrated that the qualitative results of filter disk diffusion assay correlated well with quantitative results from MIC tests

41 Μέθοδος διάχυσης δίσκων

42 Μέθοδος διάχυσης δίσκων Bacterial growth Procedure Place the appropriate drugimpregnated disc on the surface of the inoculated agar plate Invert the plates and incubate them at 35 o C, o/n (18-24 h) Measure the diameters of inhibition zone in mm

43 Μέθοδος διάχυσης δίσκων Εκτίμηση των αποτελεσμάτων: Σύγκριση των διαμέτρων με standard tables Ευαίσθητό Ενδιάμεσης ευαισθησίας Low toxic antibiotics: Moderate susceptible High toxic antibiotics: buffer zone btw resistant and susceptible Ανθεκτικό

44 Ε-test E-Test Antibiotic was applied to one side Interpretive scale printed on another side The strip is placed on the surface of agar that has been inoculated with a lawn of test bacteria

45 Ε-test E-Test MIC = The point (read from scale) where the zone of inhibition intersect the strip MIC

46 The end Αντιβιοτικά & Αντοχή by J.G.Routsias, MD, Ph.D