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BASES MICROBIOLOGICAS DE LA TERAPÉUTICA Y LA RESISTENCIA ANTIMICROBIANA

BASES MICROBIOLOGICAS DE LA TERAPÉUTICA Y LA RESISTENCIA ANTIMICROBIANA Máster en investigación médica, clínica y experimental FARMACOLOGIA INTRACELULAR DE ANTIMICROBIANOS Dra. Sofía Ballesta Mudarra. Farmacología intracelular.

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BASES MICROBIOLOGICAS DE LA TERAPÉUTICA Y LA RESISTENCIA ANTIMICROBIANA

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  1. BASES MICROBIOLOGICAS DE LA TERAPÉUTICA Y LA RESISTENCIA ANTIMICROBIANA Máster en investigación médica, clínica y experimental FARMACOLOGIA INTRACELULAR DE ANTIMICROBIANOS Dra. Sofía Ballesta Mudarra

  2. Farmacología intracelular El objetivo del tratamiento antimicrobiano es concentrar en el lugar de la infección suficiente cantidad de antimicrobiano para inhibir o destruir al microorganismo En este sentido los parámetros PK/PD son predictivos del perfil farmacocinético; son parámetros que correlacionan la eficacia frente a infecciones extracelulares Para patógenos intracelulares, el lugar donde debe concentrarse el antimicrobiano es menos accesible.

  3. Farmacología intracelular Relaciones microorganismos y huésped • Intracelulares obligados. • Intracelulares facultativos. • Intracelulares oportunistas.

  4. Farmacología intracelular Bacterias intracelulares en • Células fagocíticas • Células no fagocíticas

  5. Farmacología intracelular

  6. Farmacología intracelular La actividad intracelular donde se localice la bacteria ?? donde se acumule el antimicrobiano??

  7. Farmacología intracelular • Concentración intracelular / concentración extracelular Selección del ATB adecuado DISEÑO de moléculas nuevas Ci/Ce

  8. Farmacología intracelular PENETRACION INTRACELULAR DE LOS ATB

  9. Farmacología intracelular 1. Parámetros F-Q que rigen la penetración de ATB • Lipofília P = coeficiente de reparto • Peso Molecular <700 Da • Capacidad de unión a proteinas • Naturaleza acido-base de la molécula Ka; pKa

  10. Farmacología intracelular 1. Parámetros F-Q que rigen la penetración de ATB • Naturaleza acido-base de la mólecula Quinolonas (anfotéricas) Macrólidos (carácter básico) Betalactámicos(acidos orgánicos)

  11. Farmacología intracelular 2. Mecanismo de penetración de ATB en la célula Difusión pasiva • Moléculas • Neutras • Lipófilas • <700 Da • Quinolonas; Ce/Ci = 4-20 • Betalactámicos; Ce/Ci = 1 • Macrólidos Ce/Ci = 40-50

  12. Farmacología intracelular 2. Mecanismo de penetración de ATB en la célula • Moléculas • Análogos de sustratos • Con o sin Energía • - Quinolonas y • - Betalactámicos Difusión a través de canales proteicos Activo pasivo

  13. Farmacología intracelular • 2. Mecanismo de penetración de ATB en la célula • Moléculas • (No neutras) • Moléculas demasiados polares • (<<700 Da) • Moléculas demasiados voluminosas • - Aminoglicosidos Ce/Ci = 4-20 • - Glicopéptidos Ce/Ci = 8-300 Endocitosis

  14. Farmacología intracelular Salida del ATB de la célula

  15. Salida del ATB de la célula Farmacología intracelular

  16. Farmacología intracelular 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Aislamiento de células • Incubación células + ATB • Medición de la concentración del ATB intracelular

  17. Farmacología intracelular 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR Aislamiento de células

  18. Farmacología intracelular 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR Inclubación de células con antibióticos • Diferentes tiempos de incubación • Distintos tipos de ATB • Diferentes concentraciones de ATB • Diferentes condiciones de pH, tª…

  19. Farmacología intracelular • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Medición de la concentración del ATB intracelular • Cromatografía • Radiometría • Fluorometría • Microbiología

  20. Farmacología intracelular • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Técnica cromatográfica • V HPLC muy especifica • I Requiere grandes volúmenes de células • I Altas concentraciones de ATC

  21. Farmacología intracelular • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Técnica radiométrica • V Muy sensible y reproducible • I ATB marcados radiactivamente

  22. Farmacología intracelular • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Técnica fluorométrica • V Muy sensible y reproducible • I ATB con fluorescencia

  23. Farmacología intracelular • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR • Técnica microbiológica • V Mide actividad antimicrobiana • I Poco reproducible • I Muy laboriosa

  24. Farmacología intracelular • Caracterizacion del paso por difusión pasiva Viabilidad celular Temperaturas Saturación del proceso • Caracterizacion del transporte mediado. ACTIVO Inhibidores metabólicos Inhibidores de fuentes de energía ( NaCN, FNa, 2,4 dinitrofenol) Desacoplantes de potencial de membrana (ouabaína) • Caracterizacion del transporte mediado. PASIVO Análogos del transporte Estimuladores celulares • Caracterizacion del efflux Inhibidores de bombas Temperatura, viabilidad… Caracterización de la penetración de ATB

  25. Farmacología intracelular • MEDIDA DE LA ACTIVIDAD INTRACELULAR

  26. Farmacología intracelular • MEDIDA DE LA ACTIVIDAD INTRACELULAR Medición de la reducción que se produce en la supervivencia intracelular de las bacterias

  27. Diseño de moléculas nuevas

  28. Formulación de nuevos fármacos

  29. Formulación de nuevos fármacos

  30. Diseño de nuevas moléculas.

  31. Fluorquinolonas • Activos intracelularmente frente a patógenos intracelulares como Micobacteria, Legionella spp, Streptococcus pneumoniae y Sthapylococcus aureus. • Mecanismos de resistencia específicos asociados con mutaciones, principalmente en los genes gyr A y parC. UB-8902 . Esta molécula se diseña con objeto de mejorar la actividad de ciprofloxacino y norfloxacino frente a cepas resistentes.

  32. X R1 R2 R3 R4 R5 R6 CiprofloxacinoNH C3H5 H H H H - UB-8902 N C3H5 H H H H Met

  33. Objetivo • Evaluar la penetración de UB-8902 en leucocitos polimorfonucleares hunanos (PMNs) • Estudiar la actividad intracelular de UB-8902 frente a S. aureus con resistecia asociada con mutaciones en los genes gyr A o parC

  34. Cinética de penetración y eflujo de UB-8902 • Tras 20 minutos de incubación con concentración extracelular de 2 mg/mL se alcanzan concentraciones intracelulares de 13,5 mg/mL (C/E=6.5). • Tras cinco minutos de incubación en medio libre de antimicrobiano se libera el 70% del mismo desde el interior de los PMN.

  35. PENETRACIÓN DE UB-8902 EN PMN

  36. La cantidad de UB-8902 asociado a PMNS se saturó a concentraciones > 50 mg/ML

  37. Influencia de los factores ambientales

  38. Efecto de los estímulos de membrana a p <0.05 compared with the control.

  39. Actividad Intracelular de UB-8902 La actividad de UB892 comparada con ciprofloxacino se ve aumentada 16 veces

  40. * * * * * * * • En la cepa salvaje, UB 8902 provocó una reducción significativa de la supervivencia intracelular con las tres concentraciones extracelulares ensayadas. • En las cepas mutadas, solo produjo una reducción significativa de la supervivencia intracelular a con > 1 mg/mL, no apreciándose diferencias significativas entre ambos tipos de cepas

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