ZNAJDŹ WETERYNARZA

sobota, 27 lutego 2021
Zobacz:
stomatologianews

MECHANIZMY OPORNOŚCI DROBNOUSTROJÓW NA ANTYBIOTYKI

Mechanizmy oporności drobnoustrojów na antybiotyki 

Chybiona antybiotykoterapia empiryczna to tylko z jedna z przyczyn niepowodzeń terapeutycznych w leczeniu infekcji bakteryjnych. W doborze odpowiedniego antybiotyku niezbędna jest identyfikacja chorobotwórczego szczepu oraz określenie profilu jego lekooporności metodami laboratoryjnymi.

Wiedza na temat możliwych mechanizmów oporności wytwarzanych przez poszczególne drobnoustroje daje największe szanse na skuteczne przeprowadzenie antybiotykoterapii u pacjenta. Należy bowiem pamiętać, że wprowadzanie antybiotykoterapii empirycznej poza przypadkami zagrożenia życia pacjenta może doprowadzić nie tylko do nieskutecznej terapii, ale również do selekcji szczepów opornych na stosowane antybiotyki. Dlatego w tym artykule postaram się przybliżyć podstawowe mechanizmy warunkujące oporność drobnoustrojów na antybiotyki.

Definicja oporności

Opornością na antybiotyk nazywamy cechę drobnoustroju, która pozwala mu na podwyższenie jego stężenia hamującego do poziomu niemożliwego do uzyskania in vivo. Mechanizmy te można podzielić na dwie kategorie – naturalne i nabyte.

 

Oporność naturalna

Oporność naturalna jest “wrodzona”, najczęściej spowodowana budową drobnoustroju. Może być związana z brakiem receptorów dla danego leku, nieprzepuszczalnością ściany komórkowej czy wytwarzaniem specyficznych enzymów. Na przykład poszczególne szczepy Staphylococcus spp. wytwarzają penicylinazy i jest to cecha niezależna od stosowania penicyliny.

Enzymy rozkładające lub inaktywujące antybiotyki

Beta-laktamazy

Wytwarzanie beta-laktamaz, to jeden z najczęstszych mechanizmów oporności na antybiotyki. Enzymy te hydrolizują wiązanie beta-laktamowe w cząsteczce antybiotyku beta-laktamowego, co powoduje inaktywację leku. Jedną z najczęstszych grup drobnoustrojów będących producentami beta-laktamaz to bakterie Gram-ujemne.

Penicylinazy

To enzymy, które inaktywują wyłącznie antybiotyki z grupy penicylin, co warunkuje ich wąskie spektrum działania.

Cefalosporynazy

Głównymi producentami enzymów inaktywujących antybiotyki z grupy cefalosporyn są drobnoustroje z rodziny Enterobacterales. Cefalosporynazy warunkowane są genem AmpC występującym na chromosomach. Są dwie drogi ekspresji genu AmpC – konstytutywna oraz indukcyjna. W pierwszej, drobnoustrój wytwarza cefalosporynazy w trybie ciągłym. Jednak ich synteza jest często na niskim poziomie i może nie mieć znaczenia klinicznego. Inaczej jest kiedy dochodzi do mutacji represji AmpC, co powoduje syntezę wysokich stężeń cefalosporynaz i odpowiada za oporność szczepu na penicyliny i cefalosporyny wyższych generacji. W indukcyjnej ekspresji do produkcji enzymów inaktywujących dochodzi tylko w obecności określonego leku.

Beta-laktamazy o szerokim i rozszerzonym spektrum

Enzymy zwane beta-laktamazami grupy drugiej to złożona kategoria, którą dzieli się na trzy poszczególne kategorie:

    • beta-laktamazy o szerokim spektrum działania (TEM, SHV),
    • beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania (ESβL)
    • beta-laktamazy KPC o skrajnie rozszerzonym spektrum aktywności (EESβL)

Enzymy te są hamowane przez inhibitory beta-laktamaz w różnym stopniu. Wobec bakterii wytwarzających beta-laktamazy o szerokim spektrum, swoje działanie zachowują jedynie penicyliny z inhibitorem beta-laktamaz, cefalosporyny (wyjątkiem jest generacja I), monobaktamy i karbapenemy. Natomiast drobnoustroje wytwarzające beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania wykazują oporność na penicyliny, cefalosporyny i aztreonam. Spośród antybiotyków beta-laktamowych swoją aktywność utrzymują jednak karbapenemy, cefamycyny lub cefalosporyny z inhibitorami beta-laktamaz. Te ostatnie jednak nie zawsze wykazują skuteczność wobec wszystkich grup enzymów.

 

Metalo-beta-laktamazy

Enzymy o szerokim spektrum, charakteryzujące się obecnością kationu cynku w swoim aktywnym centrum, co powoduje, że nie są dezaktywowane inhibitorami beta-laktamaz. Inaktywować je można jedynie kwasem wersenowym (EDTA) lub merkaptopropionowym. Oba są jednak substancjami toksycznymi i nie można ich zastosować in vivo.

Zmiana miejsca docelowego działania antybiotyku

Oporność na poszczególne grupy antybiotyków może być również uwarunkowana zmianą miejsca docelowego działania antybiotyku. Przykładem może być modyfikacja białek PBP, która powoduje m.in. wytworzenie szczepów MRSA i MRCNS (oporność gronkowców na metycylinę i beta-laktamy), szczepów BLNAR (oporność Haemophilus influenzae na penicyliny oraz cefalosporyny I i II generacji) czy PRSP (oporność Streptococcus pneumoniae na penicylinę).

Zmiana może dotyczyć też poszczególnych podjednostek rybosomu. Metylacja jego dużej podjednostki powoduje wytworzenie szczepów MLSB wykazujących oporność makrolidy, linkozamidy i streptograminy B.

 

Aktywne usuwanie antybiotyku z komórki

To istotny mechanizm polegający na aktywnym usuwaniu antybiotyku z komórki bakteryjnej. Determinowany jest obecnością pomp wypływowych (efflux pupms), która istnieje praktycznie u wszystkich rodzajów drobnoustrojów. Często powoduje oporność na tetracykliny lub na makrolidy. Ma wpływ jednak na praktycznie wszystkie grupy antybiotyków.

 

Autorka: Karolina Baranowicz

Fotografia: z prywatnych zbiorów autorki

Bibliografia:

1. EUCAST guidelines for detection of resistance mechanisms and specific resistances of clinical and/or epidemiological importance; July 2017; ver. 2.0.

2. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters; Version 10.0, valid from 2020-01-01

3. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki; Gniadkowski, Żabicka, Hryniewicz; 2010

4. Diagnostyka bakteriologiczna; Eligia M. Szewczyk; 2019

Przejdź do następnej strony

Nasi klienci