Aula relacionada a Antibióticos

1. Microbiologia
Industrial
Prof. Bruno Xavier
CAP – Sala 205 Bl. 6
Antibióticos

2. Histórico
Ler Schuler, Introdução!!!
Informações sobre antibióticos (Anvisa) http://
www.anvisa.gov.br/servicosaude/controle/rede_rm/
cursos/rm_controle/opas_web/modulo1/conceitos.htm

3. Antibióticos
Antibióticos x antimicrobianos
Selman Walksman, 1942: qualquer substância produzida
por um microrganismo que possui efeito antagonista ao
crescimento de outros microrganismos em altas
diluições
Exclui: ácidos orgânicos, quimioterápicos
Atualmente, conceito exclui antimicrobianos sintetizados
ribossomalmente (bacteriocinas)

4. Características
Ser ativo frente ao patógeno in vivo
Não hemolisar o sangue
Não apresentar toxicidade a células, tecidos ou órgãos do
hospedeiro
Não promover a precipitação de proteínas do soro
Ser solúvel em água ou soro fisiológico
Ser estável

5. Avaliação da eficácia do antibiótico
Estudo da eficácia deve levar em consideração a atividade
da sbstância pura bem como sua absorção e
metabolismo
Variáveis empregadas
1. Atividade (Concentração mínima inibitória)
2. Potência (MIC/kg peso corporal)
3. Nível sérico (dose/nível sérico)

6. MIC
http://www.bmb.leeds.ac.uk/mbiology/ug/ugteach/icu8/antibiotics/labtests.html

7. Aplicação combinada de drogas
http://www.bmb.leeds.ac.uk/mbiology/ug/ugteach/icu8/antibiotics/labtests.html

8. Classes de antibióticos
1. Efeito
Bactericidas (Ex: Calor)
Bacteriostáticos (Ex: Frio)
Efeito bactericida ou bacteriostático pode variar com espéce-alvo,
estágio de crescimento, condições de cultivo etc.
2. Espectro de ação
- Amplo
- Estreito

9. Classes de antibióticos
3. De acordo com a atividade inibida na célula-alvo:
- Síntese da parede celular: Penicilinas
- Síntese da membrana: polimixinas
- Inibição de enzimas específicas: quinolonas (ex.
ciprofloxacina), sulfonamidas
- Síntese protéica: aminoglicosídeos, macrolídeos,
tetraciclinas (Bacteriostáticos)
Bactericidas

12. Alguns tipos de antibióticos
Sulfas
Sulfanilamida: primeiro agente antibacteriano descoberto
Outros: sulfametoxazol
Inibição da síntese de ácido fólico pela inibição da enzima
dihidropteroato sintase

13. Metabolismo do
ácido Fólico
 Anemia pode ser
causada pela deficiência
em ácido fólico, causada
principalmente pelo
consumo de álcool.

14. Beta-lactâmicos
Análogos de D-alanil-d-alanina
Ex:
Penicilinas
Penicilina G (natural)
Ampicilina, Amoxicilina (semi-sintéticos)
Cefalosporinas
Cefalexina, Cefaclor, cefixime
Carbapenemos
Meropenemo
Ertapenemo

15. Mecanismo de ação
beta-lactâmicos

16. Produzidos por actinomicetos ou derivados semi-sintéticos
Ligam-se à subunidade 30S do ribossomo procarioto,
inibindo a formação do complexo de iniciação, e
causando erros de leitura do mRNA
Ex:
Streptomicina
Canamicina
Neomicina
Gentamicina
Aminoglicosídeos

17. Mecanismo de ação de aminoglicosídeos
Clinical Pharmacology & Therapeutics 81, 99-103 (January 2007) | doi:10.1038/sj.clpt.6100012

18. Outros
(Não menos importantes!)
Tetraciclinas (ligam-se à subunidade 30S)
Macrolídeos, Lincosamidas, estreptrograminas (ligam-se à
subunidade 50S – elongação)
Fluoroquinolonas (inibição de topoisomerases)
Polipeptídeos (polimixinas) - detergentes
Rifampina – inibe RNA polimerase
Mupirocina – Inibe a isoleucina-tRNA-sintetase
Cicloserina – Análogo de d-alanina
Aminociclitóis – 30S
Glicopeptídeos (Vancomicina) – Bloqueia d-alanina
Oxazolidinonas
Lipopeptídeos

19. Passos para a
pesquisa e
descoberta de
novas substâncias
antimicrobianas

20. Características dos microrganismos
produtores
Crescimento rápido em substrato econômico
Produção da substância desejadas em quantidades e condições
economicamente favoráveis
Possibilidade de aprimoramento da capacidade produtora
Estabilidade: Conservação das características biossintéticas
Baixa produção de substâncias que interfiram com o cultivo ou
extração do antibiótico
Ausência de patogenicidade etc

21. Microrganismos produtores

22. Produção de antibióticos
Processos aeróbios
Inóculo de 10% ou mais
Fermentação em batelada alimentada
Concentração relativamente alta de carbono
Controle de temperatura, pH, oxigenação

23. Produção de antibióticos
Controles:
- Atividade no fermentador (evitar repressão catabólica)
- Taxa de diluição (toxicidade de produtos do metabolismo)
- Minimizar tempo de crescimento exponencial
- Prolongar a fase de produção e maximizar eficiência da
produtividade da biomassa
- Manter viscosidade baixa (repor ou evitar perda de
umidade)

24. Produção de penicilina

25. Produção de penicilina

26. Produção de penicilina

27. Novos antibióticos
Lipopeptídeos (daptomicina): despolarização da membrana
plasmática. Usado contra estafilococos resistentes à oxacilina e os
enterococos e bactérias resistentes à vancomicina e linezolida
Glicilciclinas (tigeciclina): inibe a tradução protéica nas
bactérias, ligando-se à subunidade ribossômica 30S
bloqueando a entrada de moléculas aminoacil RNAt no sítio
do ribossomo. Possui amplo espectro de ação
Polimixinas (peptídeos): Desestabilização da parede celular
pela retirada de cátions. Eficaz contra bacilos gram-
negativos.
Gemifoxacina, Oxazolidinonas (linezolídeo)…

28. Resistência a antibióticos
Pode ser intrínseca ou adquirida
Aumento do número de resistentes em uma população
pode ser estimulado por baixas concentrações de
antibiótico
Resistência cruzada
Adquirida: Mutações e Transferência Gênica
Consequências:
- Constante busca por novos antibióticos
- Pesquisa em diagnóstico
- Resistência também é perdida: antibióticos de primeira
geração voltam a ser eficazes

29. Mecanismos de resistência
- Modificação do sítio-alvo do antibiótico
- Aumento da resistência à entrada do antibiótico na
celula
- Aumento da produção da enzima inibida
- Ativação de rotas alternativas
- Síntese de metabólito antagonista ao antibiótico

30. Futuro dos antibióticos
- Desenvolvimento de novas drogas semi-sintéticas,
principalmente a partir de beta-lactâmicos, macrolídeos,
glicopeptídeos, quinolonas, vancomicina
- Novos:
- Uréia-hidroxamatos (bloqueio da peptídeo
deformilase)
- Policiclos heteroaromáticos (ligam-se a promotores
bacterianos)