1. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
1. Conceptos generales
2. Bases bioquímicas de la resistencia a los
antimicrobianos
• Disminución de la disponibilidad intracelular:
o Impermeabilidad del antimicrobiano
o Aumento del eflujo o salida del antimicrobiano
• Modificación de la diana
• Inactivación del antimicrobiano
• Establecimiento de una ruta metabólica
alternativa
3. Bases genéticas de la resistencia a los
antimicrobianos: transmisión de los genes
• Mutaciones
• Adquisición de genes exógenos

2. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
1. Conceptos generales
Resistencia intrínseca
i) la bacteria no tiene la molécula/reacción enzimática que es el blanco
del antibiótico.
ii) el antibiótico no puede ingresar al interior de la bacteria.
iii) Ej. todas las bacterias gram negativas son resistentes a
Vancomicina
Resistencia adquirida
i) se debe a la adquisición de genes que codifican para resistencia.
ii) o a la mutación de algunos genes (generalmente genes de las
proteínas dianas).
CONDUCEN AL FRACASO TERAPÉUTICO

3. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
La Resistencia a los antimicrobianos
• Es un problema en continuo aumento
• Puede transmitirse entre poblaciones diferentes
de bacterias
• Un tipo de mecanismo de resistencia no es
exclusivo de una sola clase de antimicrobiano
• Dos bacterias distintas pueden usar distintos
mecanismos de resistencia al mismo agente
• Los mutantes resistentes aparecen
espontáneamente pero son seleccionados
posteriormente en presencia del antimicrobiano

4. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
La superbacteria resistente a los antibióticos
Staphylococcus aureus que ha adquirido nueva
resistencias:
S. aureus resistente a la meticilina (MSRA) que
desarrolla resistencia a la vancomicina.
Fecha de aparición año 2002
S. aureus (MSRA)

5. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
La superbacteria resistente a los antibióticos
Staphylococcus aureus que ha adquirido nueva resistencias:
S. aureus resistente a la meticilina (MSRA) que desarrolla
resistencia a la vancomicina.
Esta nueva cepa resistente a la vancomicina también se
muestra resistente a muchos otros antibióticos
Cepa aislada de úlcera de pie de un paciente diabético
Se aislaron de este paciente enterococos resistentes a la
vancomicina (VRE)
Estos organismos resistentes son un serio problema para
la salud humana
Tratamiento con: Linezolid, Quinupristin/ Dalfopristin ,
Mupirocina y otros nuevos fármacos antimicrobianos

6. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Mecanismos de resistencia a los antimicrobianos
1. Falta de acceso a la diana microbiana
Por reducción de la permeabilidad (porinas)
Mecanismos de salida o eflujo (bombas de resistencia múltiples)
2. Inactivación del antimicrobiano
Ej. β-lactamasas: producidas por muchos G+ y G– . Los genes para las
β-lactamasas a menudo son plasmídicos y por tanto fácilmente
transmisibles a otras bacterias
3. Modificación de la diana
Por mutaciones específicas en genes que codifican las proteinas dianas
pueden provocar resistencias sin pérdida de la función
4. Uso de rutas alternativas de síntesis de las dianas

7. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2. Bases bioquímicas de la resistencia a los antimicrobianos
• Estrategias bioquímicas para alcanzar la resistencia
Disminución de la
permeabilidad
Inactivación
Eflujo
X
Modificación de
la diana
Establecimiento de una ruta
metabólica alternativa
7

8. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2. Bases bioquímicas de la resistencia a los antimicrobianos
• Estrategias bioquímicas para
alcanzar la resistencia
2.1.Disminución de la permeabilidad
2.2. Modificación química del fármaco
2.3. Modificación de la diana
2.4.Desarrollo de ruta alternativa para
aumentar la síntesis de las dianas
8

9. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.1. Disminución de la disponibilidad intracelular...
Las bacterias pueden...
i.) Disminuir la captación por cambios en la permeabilidad. Ej.
Modificaciones en las porinas
ii.) Mediante un mecanismo de transporte activo, expulsar al
antibiótico. Ej. Tetraciclina...bombas de eflujo inducibles...dependientes
de energía. Presentes en Gram (+) proteína de transmembrana y
Gram (-) translocasas de MC y porinas…
Bombas de eflujo son inespecíficas
Antiportes/farmaco/proton

10. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de los β-lactámicos por β-lactamasas
O
R C NH S
CH3
N CH3
O
COOH
Activa
O
R C NH S
CH3
O C N CH3
H COOH
Inactiva

11. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de los β-lactámicos por β-lactamasas
β-lactamasas
i.) Existe un gran número de enzimas diferentes…
ii.) Se agrupan por familias de acuerdo al gen que las codifica…
iii.) Pueden estar codificadas en plasmidos o en el cromosoma (clase C)…
Gram (–) Gram (+)
Periplasmáticas Extracelulares
Constitutivas Inducibles
Penicilinas = Cefalosporinas Más activas contra Penicilinas
que Cefalosporinas

12. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de los β-lactámicos por β-lactamasas

13. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de los β-lactámicos por β-lactamasas
Ampicilina
Inhibidores (competitivos) de β-lactamasas
Ac. Clavulánico Sulbactam

14. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de Cloramfenicol (50S)
NH CO CHCl2
Cloranfenicol Acetil O2N CH CH CH2
Transferasa (CAT) OH OH
AcCoA
NH CO CHCl2
Cloranfenicol Acetilado no se une al
O2N CH CH CH2
ribosoma...
OH O CO CH3
AcCoA
NH CO CHCl2
Existen muchas CAT distintas, O2N CH CH CH2
probablemente de origen O O CO CH3
independiente… CO CH3

15. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de Aminoglicósidos (30S)
Hay 3 tipos de enzimas
Ac
modificacdoras de AG... NH2
NH2
CH2NH2
N-acetil transferasas (AcCoA) OH O
O
O-adeniltransferasas (ATP)
O-fosfotransferasa (ATP) CH2OH O OH
OH
O
OH
Ac: acetilación NH2
OH P
P: fosforilación Ade
Ade: adenilación OH

16. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.2. Modificación química del antibiótico
Inactivación de Aminoglicósidos (30S)
La modificación química generalmente limita el ingreso del antibiótico.
Están en el periplasma en bacterias Gram (-)…
La presencia de los grupos OH o NH2 hacen que un determinado
aminoglicósido sea susceptible o no a modificación por estas
enzimas…
Las enzimas modificadoras están codificadas en plasmidios,
transposones o integrones…

17. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.3. Modificación química de la molécula diana
β-lactámicos (pared):
Cambios (mutaciones) en las PBP (Penicillin Binding Proteins)… disminuye
la afinidad. Más común en Gram +.
NO β-lactámicos (pared):
Involucra varios genes. Cambia la cadena lateral D-ala-D-ala por D-ala-D-
hidroxibutirato en la síntesis de PG….
Este cambio es reconocido por las enzimas de síntesis de PG...pero no por
la Vancomicina…
Ampicilina
Vancomicina

18. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
2.3. Modificación química de la molécula diana
Macrólidos (50S):
Eritromicina: una rRNAmetilasa introduce 2 grupos metilo en 2 adeninas
del rRNA de 23S de la subunidad mayor del ribosoma...no hay unión.
Rifampicina (síntesis de RNA):
Mutación puntual en la subunidad β de la RNA polimerasa…
Quinolonas (síntesis de DNA, quimioterápicos):
Mutación puntual en la subunidad α de la DNA girasa…
Eritromicina
Ac. Nalidíxico

19. Tema 43. Resistencia a los antimicrobianos
2.4.Establecimiento de una ruta metabólica alternativa
Es un tipo de resistencia mediada por cambios en la molécula
diana. En este caso cambian varias enzimas de la ruta metabólica
haciendo que el antibiótico no pueda actuar.
Ej.: Sulfas y Trimetoprim

20. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
3. Bases genéticas de la resistencia a los antimicrobianos: transmisión
de los genes
Origen y transmisión de la resistencia a los antimicrobianos
• Los genes de resistencia a los antimicroianos pueden encontrarse en:
– Cromosomas
– Plasmidos
– Transposones. Compuestos y conjugativos
– Integrones y casetes génicos
• Cuando los genes se encuentran en elementos móviles pueden
libremente intercambiarse entre bacterias

21. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
3. Bases genéticas de la resistencia a los antimicrobianos: transmisión
de los genes
• Genes cromosómicos
– La resistencia proviene de
mutaciones espontáneas que
originan un cambio en la diana
• Plásmidos: Plasmidos R
– Son los plásmidos de resistencia
– Pueden transferirse a otras células
por conjugación, transducción y
transformación
– Pueden llevar múltiples genes de
resistencia

22. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
3. Bases genéticas de la resistencia a los antimicrobianos: transmisión
de los genes
• Transposones complejos
– Contienen genes de resistencia algunos contienen múltiples
genes
• Pueden moverse rápidamente entre plásmidos y transmitirse
entre la población bacteriana
• Integrones:
─ Grupos de genes de resistencia bajo el control de un solo
promotor
─ Son responsables de la diseminación rápida de la resistencia
entre bacterias Gram negativas
• Casetes génicos
– Conjunto de genes de resistencia
– Pueden existir como elementos separados
– Pueden ser parte de transposones, integrones o cromosomas

23. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Prevención de la aparición de resistencias a los
antimicrobianos
• Prescripción de altas dosis
• Prescripción de terapia combinada
• Prescripción de fármacos antimicrobianos (amplio
espectro) solo cuando sea necesario
• Soluciones futuras:
– Continuo desarrollo de nuevos fármacos
– Uso de bacteriofagos

24. Tema 40.3. Antibacterianos que interfieren
Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos con la biosíntesis de la pared celular
Resistencias a los ß-LACTAMICOS
RESISTENCIA NATURAL
Algunas bacterias Gram negativas
Bacterias carentes de pared celular: micoplasmas
Patógenos intracelulares: riquettsias y clamidias
RESISTENCIA ADQUIRIDA
Alteraciones de la permeabilidad
Modificación de las dianas
Producción de enzimas

25. Tema 40.3. Antibacterianos que interfieren
Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos con la biosíntesis de la pared celular
Resistencias a los ß-LACTAMICOS
Alteraciones de la permeabilidad
Mutación de ADN
Porinas mutantes
Cambio permeabilidad membrana
Modificación de las dianas Transpeptidasas
Cambios en las PBPs (en cocos Gram positivos)
Sitio de actuación
ß-lactámicos PBPs: proteínas de unión a penicilinas

26. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Producción de enzimas inactivadoras
BETALACTAMASAS
H2 O
O H H S CH3
+
H2
β-lactamas
H H C C N C CH
S CH3
C C N C CH C
O C HN
C N
CH
C
CH3
(penicilinasa) OH
CH CH3
O COOH
COOH
Rompen anillo β-lactámico Acido benzil peniciloico
(enlace amídico)
NO pueden unirse a PBPs

27. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencias a los ß-LACTAMICOS de bacterias Gram
negativas

28. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencias a los ß-LACTAMICOS de bacterias Gram
positivas

29. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencias a las Quinolonas:
• Modificación del
enzima diana
• Menor producción de la
porina OmpF(membrana
externa)
• Expulsión activa del
fármaco

30. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Mecanismos de resistencias a las tetraciclinas
Tetraciclinas
Impermeabilidad
Inactivación
enzimática
Expulsión activa
X
Protección del
ribosoma

31. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencia a los aminoglucósidos
Mecanismos de Resistencias:
Defectos en el transporte del aminoglucósido: natural o adquirida
Alteraciones en los sitios de unión
Modificación enzimática del aminoglucósido (plasmídicos)
•Acetil transferasas
•Adenil transferasas
•Fosfotransferasas
Aminoglucósidos

32. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Mecanismo de actividad de los macrólidos
Se una a la subunidad 50S e inhiben la síntesis de las
proteinas
Bloquean la enzima que cataliza la transferencia de nuevos
aminoacildo a la cadena. Previenen la elongación
•Disminución permeabilidad
(enterobacterias)
•Expulsión activa al exterior (14 y
15 átomos)
•Modificación ribosoma
bacteriano (gram positivos)
•Hidrólisis anillo lactónico por
esterasas, fosforilasas

33. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencias a los macrólidos MACRÓLIDOS
Falta de permebilidad a los macrólidos parece que es la razón de la
resistencia de bacterias gram negativas a estos agentes.
En algunas cepas bacterianas es un sistema de salida del fármaco el
responsible de la resistencia a los macrólidos.

34. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Resistencias a los macrólidos

35. Tema 45. Resistencia a los antimicrobianos
Mecanismos de Resistencias a los macrólidos
La metilación de bases del ARN ribosomial conduce a una baja
afinidad por los macrólidos. Los mutantes en ARNr tienen también
baja capacidad de síntesis de proteinas.
Los microorganismos productores de macrólidos utilizan este
camino para proteger sus ARNr frente a los antibióticos
sintetizados
Hipótesis: puede que los microorganismos productores
de macrólidos sean las fuentes de factores R que
causan la resistencia a los antibioticos .