3 mecanismos resistencia tbc

8/17/2019 3 Mecanismos Resistencia Tbc

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SOCIEDAD

PERUANA

DENEUMOLOGIA

Curso de Tuberculosis

18 de marzo del 2016

Mecanismos de resistenciaa medicamentos

antituberculosis

José Luis CabreraMédico NeumólogoClínica Internacional SA

JLC Trials SRL


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INTRODUCCIÓN

• Globalmente se reportaron 9millones de casos nuevos de TB y1. 5 millones de muertes.

• 3.5% de los casos nuevos y 20%

de antes tratados son MDR.• TB resistente constituye una

amenaza para el control de la TBa nivel mundial.

•

OMS reporta alrededor de 300mil pacientes con TB MDR/año.• Un 9% de TB MDR son XDR.

Cabrera JL, et al. Abstract N.4354. 45th Union World Conference

on Lung Healh, Barcelona, 2014.


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IMPORTANCIA DE LOS MECANISMOS DERESISTENCIA

• Desarrollo de pruebas diagnósticas moleculares más eficientes.• Diseño de nuevos medicamentos antituberculosis.• Implementación de medidas para prevenir el desarrollo de

resistencia• Minimizar la posibilidad de desarrollar antibióticos no efectivos.

Zhang Y, Yew W. Int J Tuberc Lung Dis 2009;13(11):1320-1330


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RESISTENCIA A ANTIBIÓTICOS

• Disminución en la sensibilidad en suficiente medida para serrazonablemente cierto que la cepa es diferente a una muestra decepas salvajes que nunca tuvieron contacto con la droga

Mitchinson DA. Bull Int Un Against Tuberc 1962;32:81-99

•

Tipos• Intrínseca o inicial: codificado cromosómicamente. Ocurre

naturalmente en la mayoría de especies.• Adquirida: Resulta de la mutación del DNA o por adquisición

de nuevos genes.McGrath M. J Antimicrob Chemother 2014;69:292-302


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GENERACIÓN DE RESISTENCIA AMEDICAMENTOS

Zhang Y, Yew W. Int J Tuberc Lung Dis 2009;13(11):1320-1330

Mutación espontánea

Selección por pobre régimen, maladistribución o adherencia

Transmisión por diagnóstico tardío,

inadecuadas medidas de CI


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RESISTENCIA A ANTIBIÓTICOS

• Modelo in vitro de Yin-Yang• Resistencia genética (de Yang): mutaciones en genes de

bacterias en multiplicación• Resistencia fenotípica (de Yin): cambios epigenéticos en la

expresión de genes y modificación de proteínas que causatolerancia a los medicamentos en bacterias persistentes

• In vivo son mecanismos que se sobreponen e interconvierten.• En MTB, la drogorresistencia codificada genéticamente se alcanza

exclusivamente a través de mutaciones genéticas, mayormentecon polimorfismos de nucleótidos simples.

Zhang Y, et al. Antimicrob Agents Chemother 2012;56:223-2230Zhang Y, et al Emerg Microb Infect 2014;3:e3.

McGrath M. J Antimicrob Chemother 2014;69:292-302


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Tasa de mutación y generación de resistencia

• Las mutaciones ocurren espontáneamente• Tasa de mutación: Mide el riesgo de mutación por división

celular de cada bacteria y diferencia cada cepa

Riesgo de emergencia de resistencia P = 1-(1-r)n

• Resistencia intrínseca:• Estructura inusual de la pared de

ácidos micólicos• Baja permeabilidad

•

La amplificación de lasmutaciones genéticas selograron expresar clínica-mente por errores humanos.

Medicamento Tasa mutación

Isoniacida 2.56 x 10-8

Rifampicina 2.25 x 10-10

Estreptomicina 2.95 x 10-8

McGrath M. J Antimicrob Chemother 2014;69:292-302Jarlier V. FEMS Microbiol Lett 1994;123:11-8

Número de medicamentos Riesgo de resistencia

Monoterapia (10-6) 100%

Terapia doble (10-12) 0.01%

H-R-S (10-25)


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MECANISMOS DE RESISTENCIA


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ISONIACIDA

• Descubierta en 1952• Análogo estructural a la nicotinamida

y relacionado a Eto y Z• Ataca principalmente a bacterias en

multiplicación pero bacteriostáticoen bacilos persistentes

Zhang Y, et al. Microbiol Spectr 2013;2:1-12


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ISONIACIDA

Rozwarski DA. Sicence 1998;279:98-102

Catalasa peroxidasaGenKatG

(+)

Enzima InhA

(-)

Zhang Y, et al. Nature 1992;358:591-593

GenInhA


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MECANISMO DE RESISTENCIAISONIACIDA

• Mutación en katG el más común 50-95% (KatG S315): catalasaperoxidasa. Se asocia con alto grado de resistencia y puede afectarvirulencia. Visto en MDR

• Mutaciones en la región promotora de mabA/inhA (causa sobreexpresión de InhA) o en el sitio activo del InhA se asocian a bajogrado de resistencia ([MIC] 0.2-1 mcg/ml). Frecuencia 8-43%Visto en monoR.

• Resistencia en bajo grado causada por Proteína 1 de enlace DNA(MDP1) que regula la transcripción de KatG en poblaciónpersistente.

Zhang Y. Nature 1992;358:591-593Hazbon MH. Antimicrob Agents Chemother 2006;50:2640-49

Rozwarski DA. Science 1998;279:98-102Banerjee A et al. Science 1994;263:227-230

Ahang Y, et al. Int J Tuberc Lung Dis 2009;13:1320-1330.

Niki M, et al. J Biol Chem 2012;287:27743-52


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RIFAMPICINA

• Introducida en 1972• Altamente bactericida y esterilizante• Permitió acortar los esquemas

primarios y disminuir recaídas• También activo sobre bacterias gram

(+) y algunas Gram (-)


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RIFAMPICINA

Mitchinson DA. Chest 1979;76 Suppl 6:771-81

Gen

rpoB

(-) (+)

Gen

rpoBRegion 81pb o

RRDRCodones 531-526

(96-98%)


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MECANISMO DE RESISTENCIARIFAMPICINA

• Tasa de mutación 10-7/-8 hasta 10-3 (cepa Beijing)

• Mutaciones en rpoB generalmente resultan en resistencia cruzadaa todas las rifamicinas.

• 10% de cepas con mutaciones en rpoB identificados por XpertMTB/RIF fueron falsos resistentes.

• Prácticamente todas las cepas resistentes a RFP también

muestran resistencia a otras drogas (INH).

De Steenwinkel JE, et al. Emerg Infect Dis 2012;18:660-663.

Jamieson FB, et al. J Clin Microbiol 2014;52:2157-2162.

Ocheretina O, et al. PLOS ONE 2014;9:e9056.

Traore H, et al. Int J Tuberc Lung Dis 2000;4:481-4


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PS genotípicasTest de Hain (Genotype MTBDRplus)

http://www.hain-lifescience.de/en/products/microbiology/mycobacteria/tuberculosis.html


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PIRAZINAMIDA

• Descubierta en 1952• Análogo estructural a la nicotinamida• Gran actividad esterilizante• Ataca principalmente a bacterias

persistentes/no replicación en medioácido

Zhang Y, et al. Microbiol Spectr 2013;2:1-12


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MECANISMO DE RESISTENCIAPIRAZINAMIDA

Scorpio A, et al. Nat Med 1996;2:662-667Zhang Y, et al. J Antimicrob Chemother 2003;52:790-795

Shi W, et al. Science 2011;333:1630-1632

Pirazinamidasa/Nicotinamidasa(Pzasa)

Proteína Ribosomal S1(RpsA)

xxx

Disrupción deproducción de energía

de membrana

PanD

Síntesis depantotenato y coenzima A

(-) (-)

GenpncA

GenRpsA

(72-99%)

GenPanD


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ETAMBUTOL

• Introducida en 1966.• Bacteriostática.• Activo contra bacilos en

multiplicación.• También usada para complejo MAC y

M. Kansasii.


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MECANISMO DE RESISTENCIAETAMBUTOL

Telenti A, et al. Nture Med 1997;3:567-570Safi H, et al. Nat Genet 2013;45:1190-1197

He L, et al. Tuberculosis (Edinb) 2015;95:149-154

Gen

embBArabinosil transferasa

Codon 306(68%)

DPPR sintasaGen

ubiA


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QUINOLONAS

MOXIFLOXACINA

• Ciprofloxacina y ofloxacino sonderivados sintéticos del ácido

nalidíxico (1965).• Nuevas generaciones: levofloxacina ymoxifloxacina son propuestos connúcleo de esquemas para TB MDR

• Bactericida


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QUINOLONAS

Lipopolisacárido

Membrana externa Membrana externa

Lipopolisacárido

Peptidoglicano Peptidoglicano

Porina

Membrana interna Membrana interrna

Quinolona

Quinolona

ÁcidoNucleico

Penetración a través

de porinas

Transporte a travésde membrana interna

Interacción con laproteína objetivo

Quinolona

ÁcidoNucleico

Enzimadegrada laenzima

Bomba deeflujo

Mutación delobjetivo (target)



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MECANISMO DE RESISTENCIAQUINOLONAS

Fluoroquinolona

DNA girasa

Topoisomerasa IV

Subunidad A(gyrA)

Subnunidad B(gyrB)

Subunidad C(parC)

Subunidad E(parE)


• Mutaciones en QRDR gurA más frecuentes: Ala-90 y Asp-94. Otrasmutaciones Ala-74, Gly-88 y Ser-91.

(64%)

(10-15%)

MECANISMO DE RESISTENCIA


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MECANISMO DE RESISTENCIAQUINOLONAS

Zhou J, et al. J Infect Dis 2000;182:517

•

La frecuencia de mutaciones asociadas aresistencia a FQ y la distribución de los alelosafectados, posiblemente dependen de laconcentración de FQ.

• Proporción de mutaciones asociadas a gyr y las no asociadas es muy variable.• Para la misma mutación en gyrA, el MIC de FQfue mayor en cepas de laboratorio que en las cepas clínicas:

alteraciones en la permeabilidad o sobreexpresión de bombas eflujo?.

• Proteina MfpA, inhibe actividad de DNA girasa y tiene unaestructura que simula DNA y se asocia a la resistencia a FQ.

Sun Z, et al. Int J Antimicrob Agents 2008;31:115-21

Hedge S. Science 2005;308:1480-1483.

AMINOGLICÓSIDOS Y


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AMINOGLICÓSIDOS YCAPREOMICINA

• Aminoglicósidos (estreptomicina,amikacina, kanamicina) yglicopéptidos (capreomicina) de usoparenteral

• Bactericida contra bacilos enmultiplicación rápida.

• Actividad a nivel de síntesis proteica

CAPREOMICINA

MECANISMO DE RESISTENCIA


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MECANISMO DE RESISTENCIAAMINOGLICÓSIDOS Y CAPREOMICINA

Finken M, et al. Mol Microbiol 1993;9:1239-1246Nair J, et al. Mol Microbiol 1993;10:521-527

Zhang Y. Int J Tuberc Lung Dis 2015;19(11):1276-1289

Gen

rpsLSubunidad 30S del

ribosoma bacteriano

ProteinaS12

(50%)

Gen

rrs

Proteina16S rRNA

(20%) G

e n

t l y A

rRNA metiltransferasa

MECANISMOS DE RESISTENCIA


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MECANISMOS DE RESISTENCIAETIONAMIDA, CICLOSERINA, PAS

• Etionamida es una prodroga que se activa por la enzima mono-oxigenasa EtaA/EthA para el blanco InhA de la vía deácidos micólicos.

• Cicloserina: inhibición de síntesis de peptidoglicanos de la paredcelular.

• Ácido Paramino-salicilico (PAS): inhibición de metabolismo deácido fólico y del nucleótido timina.

GenEtaAInhA

Genelr, ddl,

cycA

GenthyA,dfrA,

folC, ribD


PS í i


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PS genotípicasGenotype MTBDRsl v1.0 /v2.0

http://www.hain-lifescience.de/en/products/microbiology/mycobacteria/tuberculosis.html


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• Diarilquinolina.• Activa contra población en multiplicación como persistente.• Mecanismo de acción:

• inhibición de producción de ATP a nivel de la enzima F1F0proton ATP sintasa.

• Bombas de eflujo MmpL5 sobreexpresadas en cepas resistentes

BEDAQUILINA (TMC207)

Andires K, et al. Science 2005;307:223-227Diacon AH, et al. N Engl J Med 2009;360:2397-2405



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• Nitrodihidroimidadoxazol• Activa contra población en multiplicación como persistente.• Mecanismo de acción: Inhibición de síntesis de ácido micólico,

producción de especies de nitrógeno reactivo.• Nitroreductasa dependiente de deazaflavin• G6P dehidrogenasa dep F420

DELAMANID

Genddn

Gler MT, et al. N Engl J Med 2012;366(23):2151-2160Matsumoto M, et al. PLoS Med 2006;3:e466



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• Oxazolidinona• Droga redirigida al manejo de MTB.• Bactericida incluyendo población intracelular• Mecanismo de acción: inhibe síntesis proteica a nivel ribosomal,

subunidad 50S.

• Bajo nivel de resistencia por mutación en gen rplC

LINEZOLID

Zhang Y. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2005;45:529-564Alcala L, et al. Antimicrob Agents Chemother 2003;47:416-417



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CONCLUSIONES

• TB drogorresistente representa un fenómeno producido por lamano del hombre, expresando clínicamente la selección demutaciones espontáneas

• Progresiva evidencia sobre fenómenos epigenéticos• Se requiere mayor evidencia que impacte en la dinámica de

transmisión y el descubrimiento y desarrollo de nuevosmedicamentos


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MUCHAS GRACIAS

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