Αντιμικροβιακά. Ίρις Σπηλιοπούλου Εργαστήριο Μικροβιολογίας Ιατρική Σχολή Πανεπιστήμιο Πατρών

Αντιμικροβιακά Ίρις Σπηλιοπούλου Εργαστήριο Μικροβιολογίας Ιατρική Σχολή Πανεπιστήμιο Πατρών

Quinolones Linezolid Quinupristin/dalfopristin Daptomycin

Ριβόσωμα βακτηρίου

Αναστολείς πρωτεϊνοσύνθεσης Στόχος: το ριβόσωμα των βακτηρίων Προκαρυωτικών 7S (5S/3S) Ευκαρυωτικών 8S (6S/4S) Σε υψηλά επίπεδα συνδέονται και στα ευκαρυωτικά. 5S : - Macrolides, Lincosamides (Clindamycin), Chloramphenicol, Streptogramins. 3S : - Aminoglycosides, Tetracyclines

Κεντρικό Δόγμα μεταγραφή μετάφραση DNA RNA πρωτεΐνη βιολογικές ιδιότητες διπλασιασμός

αμινογλυκοσίδες 5S χλωραμφενικόλη τετρακυκλίνες 3S μακρολίδες κλινταμυκίνη streptogramins χλωραμφενικόλη μακρολίδες αμινοξύ κωδικόνιο trna mrna

Αναστολείς πρωτεϊνοσύνθεσης Αντιβιοτικό Δράση Θέση σύνδεσης Aminoglycosides -κτόνο 3S Tetracyclines -στατικό 3S Chloramphenicol - στατικό 5S Erythromycin - στατικό 5S Clindamycin - στατικό 5S Quinupristin/dalfopristin - κτόνο 5S Linezolid - στατικό 5S

Aminoglycosides Streptomycin Neomycin Kanamycin Gentamicin Tobramycin Amikacin Sisomicin Dibekacin Netilmicin Micromonicin Astromicin Isepamicin Arbekacin Έτος ανακάλυψης 1943 1949 1957 1963 1968 1972 197 1971 1975 1975 1977 1978 199 Προέλευση Streptomyces griseus Streptomyces fradiae Streptomyces kanamyceticus Micromonospora purpurea Streptomyces tenebrarius Ημισυνθετικό παράγωγο Kanamycin A Micromonospora inyoensis Dideoxy παράγωγο Kanamycin B N-ethyl παράγωγο Sisomicin Micromonospora samamiensis Micromonospora olivasterospora παράγωγο Gentamicin B παράγωγο Kanamycin B

Aminoglycosides Gentamicin Tobramycin Kanamycin Amikacin Netilmicin (Streptomycin) (Neomycin)

Αμινογλυκοσίδες streptomycin, kanamycin, gentamicin, tobramycin, amikacin, netilmicin, neomycin (τοπικά) Συνδέονται μη αναστρέψιμα με το 16S rrna και σταθεροποιούν το σύμπλοκο έναρξης (3S-mRNAtRNA). Καταστέλλουν τη πρωτεϊνοσύνθεση επάγοντας λάθη «ανάγνωσης» του mrna. Συνδεόμενες στο 16 S rrna αυξάνουν τη τάση σύνδεσης της θέσης A προς το trna ανεξάρτητα της ειδικότητας του αντικωδικονείου. Μειώνουν τη σταθερότητα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης.

Έναρξη της πρωτεϊνοσύνθεσης Οι αμινογλυκοσίδες σταθεροποιούν το σύμπλοκο έναρξης. Όσα ριβοσώματα έχουν ξεκινήσει, μπορούν να συνεχίσουν

Δράσεις αμινογλυκοσιδών

Aminoglycosides Αντιμικροβιακό φάσμα: πολλά Gramαρνητικά βακτήρια, μερικά Gram-θετικά Μη δραστικές σε αναερόβια (απαιτείται Ο 2 για τη πρόσληψη των αντιβιοτικών), ενδοκυττάρια βακτήρια, μύκητες, ιούς. Συχνή η ανάπτυξη αντοχής Συνέργεια: οι αμινογλυκοσίδες εμφανίζουν συνέργεια με τα β-λακταμικά αντιβιοτικά.

Aminoglycosides Streptomycin Gentamicin Tobramycin Netilmicin Amikacin Neomycin Περιορισμένη εφαρμογή: TB Ευρύ φάσμα Gram -αρνητικών Όπως η gentamicin, αλλά πιο δραστική σε Pseudomonas Αποτελεσματική σε βακτήρια ανθεκτικά σε gentamicin Χαμηλής αντοχής και τοξικότητας Τοπικά (ΓΕΣ)

Gram-αρνητικά αερόβια βακτήρια Gentamicin Tobramycin Amikacin Netilmicin N. gonorrhoeae N. meningitidis M. catarrhalis + + + + H. influenzae + + + + Aeromonas E. coli + + + + Klebsiella spp. + + + + Enterobacter spp. + + + + Salmonella spp. Shigella spp. + + + + Proteus vulgaris + + + + Acinetobacer spp. + P. aeruginosa + + + + S. maltophilia Brucella spp. + +=συνήθως δραστικό ή >6% ευαισθησία. =μη δραστικό ή <3% ευαισθησία.

Gram-θετικά αερόβια βακτήρια Gentamicin Tobramycin Amikacin Netilmicin Streptococcus spp Enterococcus faecalis S S S S Enterococcus faecium S MSSA S S S S MRSA S. epidermidis ± ± ± ± C. jeikeium L. monocytogenes S S S S ± =συνήθως δραστικό ή 3-6% ευαισθησία. =μη δραστικό ή <3% ευαισθησία. S=συνέργεια με β- λακταμικά

Διάφορα Gentamicin Tobramycin Amikacin Netilmicin Chlamydia spp. M. pneumoniae Rickettsia spp. Mycobacterium avium + Αναερόβια Mycobacteria: Streptomycin, Kanamycin, Amikacin Παράσιτα: Paromomycin

Aminoglycosides: Μηχανισμοί αντοχής Μειωμένη πρόσληψη ενδοκυττάρια Τροποποίηση των μηχανισμών εισόδου Τροποποίηση του στόχου Μεταλλάξεις στο 16S rrna Ενζυμική τροποποίηση των αντιβιοτικών: Φωσφορυλίωση, αδενυλίωση ή ακετυλίωση Συχνότητα αντοχής: Gentamicin > Tobramycin > Amikacin

AMINOGLYCOSIDES Streptomycin Οι NH 2 και OH ομάδες είναι σημαντικές για το αντιμικροβιακό φάσμα, αλλά και για την ενζυμική τροποποίηση των αντιβιοτικών

Έλεγχος ανθεκτικότητας στην amikacin στα Ελληνικά νοσοκομεία (Δίκτυο WHONET) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 88,8 92,3 78,8 48,3 33 29,9 MW SW ICU Acinetobacter spp P.aeruginosa

Έλεγχος ανθεκτικότητας στην tobramycin στα Ελληνικά νοσοκομεία (Δίκτυο WHONET) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 74,8 4,8 4,1 26,6 3 21,1 MW SW ICU Enterobacter spp K. pneumoniae

Έλεγχος ανθεκτικότητας στην gentamicin στα Ελληνικά νοσοκομεία (Δίκτυο WHONET) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 57,9 61,2 52,9 23,3 26,8,9 MW SW ICU Enterococcus spp S. aureus (MRSA)

Tetracyclines: Γενικά σχόλια 194, ευρέος φάσματος χρήση στην κλινική θεραπευτική ΗΠΑ, υπο-θεραπευτικές δόσεις ως αυξητικοί παράγοντες στην κτηνοτροφία επιλογή ανθεκτικών στελεχών

Φυσικές τετρακυκλίνες chlorοtetracycline Streptomyces aureofaciens oxytetracycline Streptomyces rimosus tetracycline Streptomyces aureofaciens Streptomyces rimosus Streptomyces viridofaciens demethylchlortetracycline Streptomyces aureofaciens Ημι-συνθετικές Doxycycline, minocycline, glycylcycline

Χημική δομή τετρακυκλίνη-μινοκυκλίνη-δοξυκυκλίνη

Μηχανισμός δράσης Παθητική μεταφορά www.solvo.com

Tetracyclines Ευρύ φάσμα αερόβια G+ και G-, άτυπα [Rickettsia spp, Treponema spp, Chlamydia spp,] Περιορισμένη ή καμμία δράση σε μύκητες και ιούς Tetracycline Doxycycline Minocycline Tigecycline www.3dchem.com

Αντιμικροβιακό φάσμα Gram(+) κόκκοι: σταφυλόκοκκος, β- αιμολυτικός στρεπτόκοκκος ομάδας Α, πνευμονιόκοκκος, εντερόκοκκος Gram(-) βακτηρίδια και κόκκοι Αναερόβια: (5% Bacteroides fragilis) Ρικέτσιες, Χλαμύδια, Μυκοπλάσματα Campylobacter spp, Legionella Σπειροχαίτες (Borrelia)

Αντι-παρασιτική δράση Plasmodium falciparum Entamoeba histolytica Giardia lamblia Leishmania major Trichomonas vaginalis Toxoplasma gondii

Φυσική αντοχή Pseudomonas aeruginosa Proteus spp Serratia spp

Μηχανισμοί αντοχής Μηχανισμός αντλίας (tetα-ε, tetk, tetl, etc) Αλλαγή στόχου δράσης (tetm, teto etc)

Μηχανισμός δράσης

Macrolides: Erythromycin, Azithromycin, Clarithromycin Η Clarithromycin έχει Methoxy group

14μερής λακτονικός δακτύλιος

Μέλη της οικογένειας των μακρολιδών 14 άτομα 15 άτομα 16 άτομα Clarithromycin (Klaricid,) Azithromycin (Zithromax) Midecamycin (Miocacin) Dirithromycin (Dynabac) Erythromycin (Erythrocin) Roxithromycin (Azuril, Roximin, Rulid, κ.α) Josamycin Miokamycin

Μηχανισμός δράσης Αναστέλλουν την πρωτεϊνοσύνθεση των μικροβίων δεσμεύοντας την 5S υπομονάδα των ριβοσωμάτων Σε ορισμένα μικρόβια αναστέλλουν και τη σύνθεση της ίδιας της 5S υπομονάδας του ριβοσώματος. Απομόνωση από Στρεπτομύκητες (S. erythreus) και Μικρομονόσπορα

Αντιμικροβιακό φάσμα Gram(+) κόκκοι: σταφυλόκοκκος, β- αιμολυτικός στρεπτόκοκκος, πνευμονιόκοκκος Gram(+) βακτηρίδια: κορυνοβακτηρίδιο διφθερίτιδος Σπειροχαίτες: Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi Αναερόβια: πλην Bacteroides fragilis Άτυπα: Legionella pneumophila (azithromycin και clarithromycin) Clamydophila pneumoniae Moraxella catarrhalis (όλες οι μακρολίδες) Mycobacterium tuberculosis ( και άτυπα)

Φυσική αντοχή Εντερόκοκκοι (E. faecalis-e. faecium) Haemophilus spp N. meningitidis, N. gonorrhoeae Mycoplasma Εντεροβακτηριοειδή

Φυσική αντοχή Εντεροβακτηριοειδή (αδυναμία εισόδου μέσω κυτταρικού τοιχώματος λόγω υδροφοβικότητας του μορίου)

Μηχανισμοί ανάπτυξης αντοχής Τροποποίηση της θέσης σύνδεσης του αντιβιοτικού Τροποποίηση της μεταφοράς του αντιβιοτικού (αντλία εκροής)

Τροποποίηση της θέσης σύνδεσης του αντιβιοτικού Μεθυλίωση του 23S rrna (αδενίνης στην 258): erm γονίδια Αντοχή σε όλα τα αντιβιοτικά με παρόμοιο τρόπο δράσης (αποτελούν την MLS B αντοχή: macrolideslincosamides-streptogramin Β group)

Τροποποίηση της μεταφοράς του αντιβιοτικού Μετατροπή στην προσρόφηση ή τη συγκέντρωση του φαρμάκου εξαιτίας αντλιών εκροής (mefe γονίδιο ή φαινότυπος Μ) Αφορά τις μακρολίδες 14 και 15μερών δακτυλίων και όχι τις 16μερείς, την κλινδαμικίνη και τις στρεπτογραμίνες. Αντοχή σε χαμηλές δόσεις ερυθρομυκίνης

Τροποποίηση της μοριακής δομής του αντιβιοτικού Πρόκειται για ενζυμική απενεργοποίηση των μακρολιδών με 14 και 15μελείς δακτυλίους.

Erythromycin / Clindamycin Staphylococcus spp. Μηχανισμός Γονίδιο Φαινότυπος Erythro Clinda Αντλία εκροής msra ΜS R S Τροποποίηση ριβοσώματος Τροποποίηση ριβοσώματος msra erm erm MLS B R S* erm MLS B R R constitutive = macrolide streptogramin resistance = erythromycin ribosome methylase *επαγωγή για τη διάγνωση της αντοχής

D Test θετική δοκιμασία Επαγώγιμη αντοχή στην clindamycin (ermmediated) Δίσκος 2 g clindamycin 15 mm - 26 mm από δίσκο 15 g erythromycin 15-26 mm

D Test αρνητικό ΌΧΙ επαγωγή (msraerythromycin resistance)

Φαινότυποι αντοχής ΜLS Β ιδιοσυστασιακού τύπου: αντοχή ερυθρομυκίνη, κλινταμυκίνη ΜLS Β επαγώγιμου τύπου: αντοχή ερυθρομυκίνη, ευαισθησία κλινταμυκίνη (D-test θετικό) Μ - φαινότυπος : αντοχή ερυθρομυκίνη, ευαισθησία κλινταμυκίνη

Στην κοινότητα: Αντοχή στις μακρολίδες Streptococcus pneumoniae Helicobacter pylori 32 % 2-9 % Up to 7 % Ineffective Streptococcus pyogenes Haemophilus influenzae

Macrolide-resistant S. pneumoniae North America (USA) 29.2% South America (Brazil) 9.5% Europe 29.4% Asia 74.7% Africa (South Africa) 13.6% Middle East (Saudi Arabia) 22.6% Azithromycin-resistant (MIC > 1 µg/ml) Erythromycin-resistant (MIC >.5 µg/ml) Jones et al Diagn Microbiol Infect Dis 23; 47(4):579-86 Fouda et al J Chemother 24; 16(6):517-23 Jenkins et al J Infect 25; 51(5):355-63

Chloramphenicol O O N + OH OH O N H Cl Cl 1947: Streptomyces venezuelae Χρησιμοποιήθηκε σε επιδημία τυφοειδούς πυρετού στη Βολιβία. 195 : απλασία μυελού οστών Νεότερα συνθετικά παράγωγα: O S O S O O OH OH OH O N H F N H O Cl Cl Cl Cl Thiamphenicol, 1968 Florphenicol, 1986

Chloramphenicol Αντιμικροβιακό φάσμα: Gram-θετικοί κόκκοι: Staphylococci, streptococci Gram-αρνητικά αερόβια (E. coli, Klebsiella, Pasteurella, Salmonella, Shigella, Vibrio) Gram- αρνητικά αναερόβια (Bacteroides) Actinomycetes (A. israelii) Rickettsia Mycoplasma H. Influenzae Διεισδύει στους ιστούς (ΚΝΣ, ΕΝΥ)

Chloramphenicol Αναστέλλει τη δράση της πεπτιδυλοτρανσφεράσης Συνδέεται στο ίδιο σημείο με ερυθρομυκίνη: ανταγωνισμός

Aντοχή Τροποποίηση του αντιβιοτικού: ακετυλοτρανσφεράση (CAT) Μηχανισμός αντλίας: P. aeruginosa, Serratia, Acinetobacter

Νέα αντιμικροβιακά φάρμακα Number of antimicrobial agents 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1983-1987 1988-1992 1993-1997 1998-22 23-25 Years USA Ertapenem Tigecycline Linezolid DAPTOMYCIN Cantón, Loza, Morosini. Enferm Infecc Microbiol Clin (Mongr) 26; 5: 1 13

Χρόνος εμφάνισης αντοχής σε Vancomycin και Linezolid Vancomycin Linezolid Πρώτη κλινική εφαρμογή 1956 1997 USFDA έγκριση 1958 2 Πρώτοι ανθεκτικοί enterococci 1988 1998 Πρώτα VISA/GISA 1996 NA Πρώτος ανθεκτικός S. aureus 22 21 Moellering January 23

Οξαζολιδινόνες-1987 Συνθετικά παράγωγα

Οξαζολιδινόνες-1987 Linezolid (Zyvox ) είναι το πρώτο αντιβιοτικό της ομάδας που πήρε έγκριση από το FDA τον Απρίλιο του 2 χορηγείται PO και IV Ήταν η απάντηση στην ανάγκη χρήσης νέων αντιμικροβιακών έναντι ανθεκτικών Gram-θετικών βακτηρίων (MRSA, GISA, VRE)

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΔΡΑΣΗΣ Σύνδεση στο ριβόσωμα περιοχή σύνδεσης περιοχή V του 23S rrna G2576 ΕΝΤΕΡΟΚΟΚΚΟΙ: 4-6 αντίγραφα του 23S rdna ΣΤΑΦΥΛΟΚΟΚΚΟΙ: περισσότερες θέσεις

O O Αντιμικροβιακό φάσμα O N H N F N O Gram-θετικά βακτήρια Methicillin-ευαίσθητοι, Methicillin-ανθεκτικοί ΚΑΙ Vancomycin-ανθεκτικοί S. aureus και coagulaseαρνητικοί staphylococci Streptococcus pneumoniae (ΚΑΙ PRSP), Streptococcus viridans, S. pyogenes, S. agalactiae Enterococcus faecium ΚΑΙ faecalis (VRE) Bacillus. Listeria, Clostridium sp. (εκτός από C. difficile), Peptostreptococcus, P. acnes Gram-αρνητικά αναερόβια Στα αερόβια: μη δραστικό Διάφορα: Mycoplasma, Chlamydia, Legionella

Αντιμικροβιακό φάσμα Methicillin-ανθεκτικοί σταφυλόκοκκοι Penicillin-ανθεκτικοί πνευμονιόκοκοι Vancomycin-ανθεκτικοί εντερόκοκκοι

Φυσική αντοχή (μηχανισμός αντλίας) Gram-αρνητικά αερόβια βακτήρια πλην μηνιγγιτιδόκοκκου γονόκοκκου

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ Είδος Μεταλλάξεις προκλητές Μεταλλάξεις φυσικές S. aureus G2447U G2576U G2576U E. faecalis G2576U G2576U G2576U+G2512U G2513U+C261G E. faecium G255A G2576U

ΑΝΤΟΧΗ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΘΕΡΑΠΕΙΑΣ σταδιακή αλλαγή λόγω μετάλλαξης των θέσεων σύνδεσης (1 6) 1 κύτταρο/ 8Χ1 11 cfu συσχέτιση χρόνου θεραπείας και αριθμού μεταλλάξεων συσχέτιση αριθμού μεταλλάξεων και τιμής ΜΙC

Λινεζολίδη και σύγχρονα προβλήματα αντοχής Αντοχή κατά τη διάρκεια της θεραπείας Λινεζολίδη-ανθεκτικοί εντερόκοκκοι Λινεζολίδη-ανθεκτικοί σταφυλόκοκκοι (σπάνια: S. cohnii, S. xylosus, S. haemolyticus)

Θεραπεία με λινεζολίδη Κλινικές πληροφορίες (αν έχει προηγηθεί θεραπεία με λινεζολίδη) Αν ναι, στελέχη με MIC 2-4 μg/ml που απομονώνονται από ασθενείς υπό θεραπεία με λινεζολίδη θα πρέπει να ελέγχονται μοριακά για την παρουσία της μετάλλαξης

Παρατηρήσεις Η χορήγηση λινεζολίδης (και άλλων αντιβιοτικών) επάγει την εμφάνιση μετάλλαξης έστω και σε ένα rdna γονίδιο Το μεταλλαγμένο γονίδιο υπό την πίεση του αντιβιοτικού αντικαθιστά τα μη μεταλλαγμένα Αύξηση της MIC του στελέχους Διασπορά των ανθεκτικών στελεχών σε ασθενείς, προσωπικό και αντικείμενα του νοσοκομείου

Fusidic acid Αναστολή του παράγοντα επιμήκυνσης EFG Αντιμικροβιακό φάσμα: Gram-θετικοί κόκκοι

P A Tetracycline P A Tu GTP Tu GDP + Pi Ts GTP Tu Ts GDP Ts Chloramphenicol Fusidic Acid GDP + G GTP P A G GDP + Pi G GTP P A Erythromycin