12 BSF Antibiotici [modalità compatibilità]

C.d.L.
Scienze Biosanitarie e Farmaceutiche
Corso di Microbiologia e Biotecnologie dei
Microrganismi
AA 2007 2008
ANTIBIOTICI
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Penicillium notatum.
Alexander Fleming
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Antibiotici
3DEFINZI
ONE DI
ANTIBIO
TICO
Con questo termine si definivano inizialmente sostanze prodotte da batteri e
funghi in grado di inibire la crescita di altri microorganismi.
Il primo antibiotico e’ stato scoperto da Alexander Fleming (1928).
Molti antibiotici (cloramfenicolo, chinolonici, sulfamidici) sono prodotti per
mezzo della sintesi chimica. per questi viene anche usato il termine di
chemioantibiotico.
Oggi questa divisione non ha molto senso in quanto molti antibiotici si
ottengono mediante sintesi chimica. Un antibiotico non ha effetto su agenti di
origine virale.
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Antibiotici e chemioterapici
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La differenza tra un antibiotico ed un disinfettante sta nel fatto che il secondo è
tossico oltre che per l’eventuale microrganismo infettante anche per l’ospite.
L’uso di un antibiotico è limitato dalla sua tossicità, l’impiego relativo quindi
alla sua possibilità di nuocere agli agenti infettivi è condizionata dalla
tolleranza da parte dell’ospite.
La capacità di un antibiotico è anche relativa alla sua distribuzione e
disponibilità all’interno dell’organismo dell’ospite.
Il meccanismo degli antibiotici, può essere o batteriostatico o battericida.
(fungicida o fungistatico)
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FONTI PRICIPALI DA CUI SI OTTENGONO GLI
ANTIBIOTICI
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MICROORGANISMI : bacitracina e polimixina sono prodotte da batteri
appartenenti al genere Bacillus, streptomicina e tetraciclina dal genere
streptomyces, gentamicina da micromospora purpurea, la griseofulvina, alcune
penicilline e le cefalosporine da diversi miceti (Penicillium e Acremonium).La
maggior parte degli antibiotici utilizzati deriva da batteri del genere
Streptomyces.
SINTESI : es. cloramfenicolo
SEMISINTESI: parte della molecola è prodotta con un processo fermentativo
utilizzando un microrganismo; successivamente la molecola viene modificata
mediante un processo chimico. Penicilline e cefalosporine.
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Antibiotico resistenza
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Con il termine resistenza si indica una capacità acquisita da un microrganismo di
resistere agli al quale è normalmente suscettibile.
I microrganismi in generale sono in grado di produrre sia sostanze antibiotiche che
sostanze in grado di distrugger egli antibiotici.
I geni che codificano per questa caratteristica possono essere trasferiti da
microrganismo a microrganismo attraverso scambi genetici..
Inizialmente la penicillina G era attiva sul 92% dei ceppi di S. aureus dopo vent’anni era
attiva solo sul 20%.
La resistenza agli antibiotici costituisce una minaccia per la salute pubblica. Le
infezioni sostenute da batteri resistenti agli antibiotici aumentano morbilita’ e
mortalita’ incidendo anche sulla spesa sanitaria.
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Antibiotico resistenza
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Con il termine resistenza si indica una capacità acquisita da un ceppo batterico o
fungino che dimostra una sensibilità minore nei confronti di un antibiotico rispetto a
quello osservato in ceppi della stessa specie.
Inizialmente la penicillina G era attiva sul 92% dei ceppi di Staphylococcus aureus dopo
vent’anni era attiva solo sul 20%.
La resistenza agli antibiotici costituisce una minaccia per la salute pubblica. Le
infezioni sostenute da batteri resistenti agli antibiotici aumentano morbilità e mortalità
incidendo anche sulla spesa sanitaria.
La maggior parte dei batteri contiene i geni della resistenza sui plasmidi R, in genere è
associata con geni che producono sostanze in grado di inattivare gli antibiotici.
Non esistono prove disponibili sulla esistenza dei plasmidi R che conferiscono anche
una resistenza multipla agli antibiotici, alcun evidenze dimostrano ch ei plasmidi
esistevano anche prima dell’avvento degli antibiotici.
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Patogeni resistenti agli antibiotici
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Staphylococcus aureus resistente alla meticillina
Enterococcus faecium resistente alla vancomicina
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Farmaci antibiotici
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Indice terapeutico: è il rapporto tra dose tossica e dose terapeutica quanto più alto è questo rapporto migliore è
l’agente terapeutico.
Tossicità selettiva: Un farmaco che distrugge una funzione microbica su strutture esclusivamente microbiche e non
agisce sulle cellule eucariotiche presenta una tossicità selettiva superiore e un migliore indice terapeutico.
(Penicillina)
Effetti indesiderabili : Un farmaco può presentare anche un effetto indesiderabile sulle cellule dell’ospite, questo
effetto è definito collaterale, sono numerosi questi effetti e possono coinvolgere molti organi.
Spettro di attività e profondità di spettro: I farmaci si distinguono tra quelli ad ampio spettro che attaccano tipi di
patogeni differenti e spettro ristretto che agiscono contro una limitata serie di patogeni.
I farmaci antimicrobici possono essere classificati come antibatterici, antifungini, antivirali.
Attività: possono essere microbicidi, o microbistatici, un microbicida a bassi livelli può essere solamente
microbiostatico.
Microbistatici: L’eliminazione dell’infezione dipende a questo punto dai meccanismi di difesa dell’ospite.
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Principali meccanismi d’azione
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BERSAGLI MICROBICI
Non hanno analogo nella struttura della cellula animale
Inibitori della sintesi della parete cellulare batterica. Penicilline e cefalosporine
Perturbatori della funzionalità della membrana citoplasmatica: Polimixine e
Colistina, Nistatina a Amfotericina (funghi)
Inibitori della sintesi degli acidi nucleici: Chnoloni, Rifampicine, Sulfamidici,
Trimetoprim
Inibitori della sintesi proteica: Ac. fusidico, Cloramfenicolo, Macrolidi,
Aminoglicosidi, Tetracicline.
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Perturbatori di metabolismi essenziali per i batteri
Penicilline semisintetiche
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gruppi con caratteristiche
distintive
Somministrazione
Acido resistenti
orale e ristretto
spettro d’azione
Ad ampio spettro
Lipofilia e ampio spettro
d’azione, acido resistenti
e penicillinasi sensibili
Disposizione sterica delle
catene
aciliche e impedimento attacco
Penicilline resistenti alle βlattamasi
(Penicillasi)
enzima substrato, sono acido
resistenti con spettro d’azione
ristretto, poco tossiche con
rari
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fenomeni allergici
Inibitori della sintesi della parete cellulare
batterica
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BETALATTAMICI
(Penicilline e Cefalosporine)
Antibiotici betalattamici derivati sintetici
da :
Ac. 6 – aminopenicillanico (penicilline)
Ac. 7 – aminocefalosporanico
(cefalosporine)
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Probabile meccanismo d’azione:
legame tra la penicillina e
l’enzima transpeptidasi per
analogia strutturale del terminale
D - ala D - ala con effetto di blocco
della transpeptidazione, e quindi
del meccanismo di formazione
della parete cellulare batterica.
Questo meccanismo è compatibile
con il fatto che questi antibiotici
agiscono bene solo sui batteri in
crescita. Sono stati verificati
comunque altri meccanismi di
inibizione. Battericidi a spettro
+
ristretto gram .
Blocco del meccanismo della
transpeptidazione
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Principali meccanismi d’azione degli
antibiotici che agiscono sulla parete cellulare
batterica
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Inibitori della sintesi proteica
Inibitori
della sintesi proteica
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Il bersaglio microbico è a livello ribosomiale sulle strutture specifiche
procariotiche: subunità 30s e 50s.
•
•
L’azione non interferisce comunque sulla funzionalità dei ribosomi
delle cellule eucariote dell’animale e dell’uomo (macrolidi,
aminoglicosidi).
Aminoglicosidici : streptomicina, kanamicina, gentamicina e tetracicline bloccano
la sintesi delle proteine agendo sulla subunità 30s dei ribosomi.
Macrolidi: eritromicina, lincomicina e clormafenicolo hanno azione selettiva sulla
subunità ribosomiale 50s.
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Sulfamidici o solfonammidi (composti
derivati da sintesi chimica)
Un modo efficace per uccidere i patogeni
consiste nell’utilizzare composti che sono
analoghi strutturali cioè molecole simili a
intermedi del metabolismo, gli analoghi
competono con i metaboliti normali e presentano
sottili differenze in modo da non poter
completamente funzionare, le solfonammidi
presentano una correlazione strutturale con la
solfonilammide un analogo del
paramminobenzoico impiegato nella sintesi
dell’acido folico precursore degli Ac. Nucleici.
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Acido paraminobenzoico o acido folico
metabolita essenziale precursore
dell’acido folico che a sua volta è
coinvolto nella sintesi degli acidi
nucleici.
Sulfonilamide
Interferenza nella
sintesi di metaboliti
coinvolti nella sintesi
del DNA
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Azione batteriostatica su
Gram + e Gram –, ad
ampio spettro d’azione.