BASES MICROBIOLOGICAS DE LA TERAPÉUTICA
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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 terap utica 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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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.


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

Relaciones microorganismos y huésped

  • Intracelulares obligados.

  • Intracelulares facultativos.

  • Intracelulares oportunistas.


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

Bacterias intracelulares en

  • Células fagocíticas

  • Células no fagocíticas



Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

La actividad intracelular

donde se localice la bacteria ??

donde se acumule el antimicrobiano??


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • Concentración intracelular / concentración extracelular

    Selección del ATB adecuado

    DISEÑO de moléculas nuevas

Ci/Ce


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

PENETRACION INTRACELULAR DE LOS ATB


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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)


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

Salida del ATB de la célula


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Salida del ATB de la célula

Farmacología intracelular


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Aislamiento de células

  • Incubación células + ATB

  • Medición de la concentración del ATB intracelular


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

Aislamiento de células


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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…


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Medición de la concentración del ATB intracelular

  • Cromatografía

  • Radiometría

  • Fluorometría

  • Microbiología


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Técnica cromatográfica

  • V HPLC muy especifica

  • I Requiere grandes volúmenes de células

  • I Altas concentraciones de ATC


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Técnica radiométrica

  • V Muy sensible y reproducible

  • I ATB marcados radiactivamente


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Técnica fluorométrica

  • V Muy sensible y reproducible

  • I ATB con fluorescencia


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • 3. ESTUDIOS DE PENETRACION INTRACELULAR

  • Técnica microbiológica

  • V Mide actividad antimicrobiana

  • I Poco reproducible

  • I Muy laboriosa


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

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


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • MEDIDA DE LA ACTIVIDAD INTRACELULAR


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

Farmacología intracelular

  • MEDIDA DE LA ACTIVIDAD INTRACELULAR

Medición de la reducción que se produce en la

supervivencia intracelular de las bacterias






Fluorquinolonas
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.


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

X R1 R2 R3 R4 R5 R6

CiprofloxacinoNH C3H5 H H H H -

UB-8902 N C3H5 H H H H Met


Objetivo
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


Cin tica de penetraci n y eflujo de ub 8902
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.




Influencia de los factores ambientales
Influencia de los factores ambientales concentraciones > 50 mg/ML


Efecto de los est mulos de membrana
Efecto de los estímulos de membrana concentraciones > 50 mg/ML

a p <0.05 compared with the control.


Actividad intracelular de ub 8902
Actividad Intracelular de UB-8902 concentraciones > 50 mg/ML

La actividad de UB892 comparada con ciprofloxacino

se ve aumentada 16 veces


Bases microbiologicas de la terap utica y la resistencia antimicrobiana

* concentraciones > 50 mg/ML

*

*

*

*

*

*

  • 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