mecanismos de resistência aos antibióticos - maria galvão ba

8/12/2019 Mecanismos de Resistncia Aos Antibiticos - Maria Galvo Ba

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Maria Galvo de Figueiredo Mendes Baptista

Mecanismos de Resistncia aos Antibiticos

Orientadora: Prof. Doutora Maria Joo Simes

Universidade Lusfona de Humanidades e Tecnologia

Faculdade de Cincias e Tecnologias da Sade

Lisboa

2013


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Maria Galvo de Figueiredo Mendes Baptista

Mecanismos de Resistncia aos Antibiticos

Tese apresentada para a obteno do Grau de Mestre em Cincias Farmacuticas ao

Curso de Mestrado Integrado em Cincias Farmacuticas, conferido pela Universidade

Lusfona de Humanidades e Tecnologia

Orientadora: Prof. Doutora Maria Joo Simes

Universidade Lusfona de Humanidades e Tecnologia

Faculdade de Cincias e Tecnologias da Sade

Lisboa

2013


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I

Antibiotic are truly miracle drugs that have

saved countless millions of lives.

But antibiotic resistance is a critical public

health issue that is eroding the effectiveness of

antibiotics and may affect the health of each and

every one of us.

Betsy Bauman

Os antibiticos so medicamentos milagrosos

que tm salvo milhes de vidas. Mas a

resistncia bacteriana um tema delicado de

sade pblica que est a diminuir a

efectividade dos antibiticos e pode afectar a

sade de todos e que cada um de ns

Traduo, Betsy Bauman


4/51

II

Agradecimentos

O escrever desta tese de mestrado o culminar de cinco anos de estudo rduo.

Aps a passagem por diversas dificuldades, principalmente ao nvel pessoal, quero

agradecer o grande e incondicional apoio dos meus pais, Maria Lusa Baptista e JlioBaptista.

Agradeo Professora Dr Maria Joo Simes, do Instituto Nacional de Sade

Doutor Ricardo Jorge, toda a ajuda dada na realizao desta tese de mestrado, tendo

sido uma excelente orientadora.

Quero, ainda, agradecer a todas as equipas dos locais de estgio realizados no ano

de 2012, o LAC Reymo Pinto, nomeadamente Dr Maria da Graa Tom, da rea

de microbiologia, aos colegas da Farmcia do hospital CUF Infanto Santo,

especialmente Dr Paula Barreto e aos colegas da Farmcia Joleni.Por ltimo, mas no menos importante, um obrigado a todos os Amigos e colegas

presentes ao longo destes cinco anos, que me ajudaram e apoiaram bastante.


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III

Resumo

Este trabalho aborda como principal tema os mecanismos de resistncia aos

antibiticos. Em primeiro lugar, refere-se s bases genticas desta resistncia, em que

os genes que conferem esta resistncia esto contidos em plasmdeos R, Atransmisso horizontal de genes por conjugao.

A resistncia pode ser intrnseca, se a bactria possuir caractersticas estruturais ou

enzimticas que levam resistncia a um determinado antibitico, ou, na maioria das

vezes, adquirida. A resistncia adquirida refere-se a quatro grandes grupos, a

alterao da permeabilidade ou do local de aco do antibitico, bombas de efluxo e o

mecanismo enzimtico da degradao ou inactivao do antibitico.

Diversas organizaes, tanto nacionais, como o Instituto Nacional de Sade Doutor

Ricardo Jorge, como internacionais como a OMS, tm tido um desempenho essencialno combate resistncia bacteriana, nomeadamente na descrio de estratgias. No

entanto necessrio a contribuio dos governantes, dos profissionais de sade bem

como da sociedade em geral.

Palavras Chave: bases genticas, resistncia bacteriana, resistncia natural,

resistncia adquirida e combate resistncia.

Abstract

The main theme of this work is the antibiotic mechanisms of resistance. First it isreferred the genetic basis of this resistance, namely R plasmids and horizontal gene

transfer by conjugation. The resistance can be either intrinsic, when the wild bacterial

strain has structural or enzymatic features that lead to resistance to a particular

antibiotic or, in most cases, acquired resistance. Acquired resistance is due to four

main reasons: the change of permeability, changes on the site of action of the

antibiotic, the efflux pumps and the mechanism of enzymatic degradation of the

antibiotic. Several organizations, either national as the National Institute of Health Dr.

Ricardo Jorge, or international as the WHO, have been playing an essential role

establishing strategies to fight against bacterial resistance. However, to achieve the

proposed goals, it is required the contribution of the governments, health professionals

and general society.

Key-word:Genetic basis, bacterial resistance, intrinsic resistance, acquired resistance

and fight against bacterial resistance.

Esta monografia no foi realizada de acordo com o novo acordo ortogrfico.


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IV

Abreviaturas e smbolos

AACAcetiltransferase aminoglicosdeos

ABC Adenosine triphosphate binding

cassette

Acil D Ala D AlaD Alanina D

Alanina

Acil D Ala D Lac - AcilD Alanina

D Lactato

Acil D Ala D SerAcil D Alanina

D Serina

ADNcido desoxirribonucleico

APHFosfotransferase aminoglicosdeos

ANTAdenililtransferase aminoglicosdeos

ARNcido ribonucleico

ARNmcido ribonucleico mensageiro

ARNrcido ribonucleico robossmico

ARNtcido ribonucleico de transferncia

cAMPAdenosina monofosfato cclico

CATAcetiltransferase do cloranfenicol

CIMConcentrao mnima inibitria

D-AlaD- Alanina

ESBLs lactamases de espectro

estendido

Factor FFactor de fertilidade

IMIntramuscular

INSA Instituto Nacional de Sade Doutor

Ricardo Jorge

IVIntravenosa

MATEMultidrug and toxic efflux

MFSMajor facilitator family

Mg2+Io de magnsio

MLSB Macrlitos, Lincosamida e

Estreptogramina B

MRSAMethicilin resistante S. aureus

NAD+ Dinucletido de nicotinamida e

adenina

NAGN-acetilglucosamina

NAMcido N-acetilmurmico

PABAcido para-aminobenzico

PBPProtenas de ligao de penicilina

RNDResistance nodulation division family

ROSEspcies reactivas de oxignio

SMRSmall multidrug resistance

TnTransposo

UDP glucoseUracil-difosfato de glucose

UDP NAM cido N-acetilmurmico-

fosfato

UMPUridina monofosfato

UTPUridina trifosfato

WHOWorld Health Organization


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I

ndice geral

Epgrafe...I

Agradecimentos..II

Resumo........III

Abstract....III

Abreviaturas e smbolos..IV

ndice geral...V

ndice de tabelas....VI

ndice de figuras...VII

1. Introduo............................................................................. 11.1.Abordagem geral sobre os Antibiticos.................................... 11.2.Classificao das famlias dos antibiticos............................... 2

1.2.1.Antibiticos que inibem a sntese da parede celular................. 21.2.2.Antibiticos que inibem a sntese da membrana citoplasmtica. 71.2.3.Antibiticos que inibem da sntese proteica nos ribossomas..... 81.2.4.Antibiticos que alteram na sntese dos cidos nucleicos........ 111.2.5.Antibiticos que alteram os metabolismos celulares............... 13

2. Mecanismos de Resistncia aos Antibiticos............................... 152.1.Bases genticas da resistncia aos antibiticos........................ 152.2.Resistncia Natural............................................................. 20

2.3.Resistncia Adquirida.......................................................... 212.3.1.Alterao da permeabilidade.............................................. 222.3.2.Alterao do local de aco............................................... 232.3.3.Bomba de Efluxo............................................................. 272.3.4.Mecanismo enzimtico..................................................... 28

3. Discusso............................................................................. 323.1.Estratgias de combate resistncia aos antibiticos................ 323.2.Impacto da resistncia bacteriana na sociedade........................ 34

4. Concluso............................................................................ 375. Bibliografia........................................................................... 38

6. Glossrio.............................................................................. 41


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II

ndice de tabelas

Tabela 1 - Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese da parede celular erespectivo espectro de aco ....................................................................................... 4

Tabela 2- Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese da membrana citoplasmticae respectivo espectro de aco .................................................................................... 7

Tabela 3 - Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese proteica nos ribossomas erespectivo espectro de aco ....................................................................................... 8

Tabela 4- Sumrio dos antibiticos que actuam em alteraes na sntese dos cidosnucleicos e respectivo espectro de aco ................................................................... 11

Tabela 5 - Sumrio dos antibiticos que actuam em alteraes de metabolismoscelulares e respectivo espectro de aco ................................................................... 13

Tabela 6- Descrio dos tipos de mutao que podem ocorrer ................................. 16

Tabela 7- Exemplos de bases genticas em alguns antibiticos ............................... 19

Tabela 8 - Resistncia intrnseca de algumas bactrias na presena de certosantibiticos .................................................................................................................. 20

Tabela 9 Percentagem de resistncia, por ano, aos antibiticos em diversasbactrias, em Portugal ................................................................................................ 36


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III

ndice de figuras

Figura 1- Esquema representativo dos diversos mecanismos de aco dos diversosantibiticos .................................................................................................................... 2

Figura 2- Ilustrao da parece celular das bactrias Gram positiva e Gram negativa . 3

Figura 3 - Representao da estrutura qumica dos antibiticos -lactmicos, comrealce no anel -lactmico ............................................................................................ 4

Figura 4 - Aco de diversos antibiticos ao nvel da sntese proteica ......................... 8

Figura 5 - Representao esquemtica dos locais de aco das sulfonamidas etrimetoprim .................................................................................................................. 14

Figura 6- Representao esquemtica da transferncia horizontal de gene ............. 16

Figura 7- Representao ilustrada da transferncia horizontal de gene .................... 16

Figura 8 - Representao esquemtica da transferncia de genes por conjugao ... 18

Figura 9- Representao esquemtica da transposio ............................................ 19

Figura 10 - Representao dos diversos tipos de mecanismos de resistnciabacteriana ................................................................................................................... 21

Figura 11- Antibiticos afectados pelos diversos mecanismos de resistncia dasbactrias ..................................................................................................................... 21

Figura 12- Representao da alterao da permeabilidade da membrana externa dealgumas bactrias ....................................................................................................... 22

Figura 13- Representao da alterao do local de aco do antibitico .................. 24

Figura 14- Representao dos mecanismos de resistncia atravs da existncia debombas de efluxo ....................................................................................................... 27

Figura 15 Representao da destruio enzimtica do antibitico em algumasbactrias ..................................................................................................................... 28

Figura 16 Alterao enzimtica do antibitico amoxicilina pla Ser--lactamse (A) emetalo--lactamse (B) ................................................................................................. 29

Figura 17 - Esquematizao da alterao enzimtica dos aminoglicosdeos ............. 30

Figura 18- (Esquerda) Resistncia meticilina em Staphylococcus aureuse (Direita)resistncia s cefalosporinas de 3 gerao em Klebsiella pneumoniae, na europa em

2011 ........................................................................................................................... 35


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1

1. Introduo

1.1. Abordagem geral sobre os Antibiticos

As infeces tm sido uma das principais causas de doena ao longo da histria da

humanidade. Com a introduo dos antibiticos, este problema tendeu a desaparecer.No entanto, os microrganismos tm vindo a desenvolver mecanismos de resistncia

que tm contrariado os avanos alcanados no tratamento de infeces. (Goodman &

Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Tenover, 2006)

Os primeiros antibiticos eram substncias produzidas por diversas espcies de

microrganismos que impediam o desenvolvimento de outros microrganismos. Assim o

Homem comeou a associar os antibiticos a uma forma de tratamento das doenas

infecciosas. Estes diferem uns dos outros nas suas propriedades fsicas, qumicas,

farmacolgicas, no espectro e mecanismos de aco.(Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007)

Para que os antibiticos tenham um efeito eficaz importante que a sua

concentrao, no local da infeco, seja suficiente. Os antibiticos podem apresentar

duas funes distintas, a inibio do crescimento bacteriano atravs da aco

bacteriosttica, e a destruio de uma populao bacteriana, por uma aco

bactericida. A aco bacteriosttica impede o crescimento das bactrias, mantendo o

mesmo na fase estacionria. (Pankey & Sabath, 2013) Um bactericida actua em processos

vitais para a clula levando morte celular. (Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Lago, 2011)

Os antibiticos ideais definem-se por diversas caractersticas, tais como, alvoselectivo, alcanar rapidamente o alvo, bactericida, espectro estreito de forma a no

afectar a flora saprfita, com baixo nvel txico e elevados nveis teraputicos, poucas

reaces adversas, quer seja toxicidade ou alergia, vrias vias de administrao, tais

como, oral, intravenosa (IV) e intramuscular (IM). Deve ter uma boa absoro e caso

seja administrado por via oral, ter uma boa absoro intestinal, boa distribuio no

local de infeco e ser um antibitico pr-hospedeiro, isto , que no contraria as

defesas imunolgicas, no deve induzir resistncias e deve ter uma boa relao

custo/eficcia. No entanto nem todas estas caractersticas conseguem ser obtidas,

pois a relao entre os antibiticos e as bactrias no linear.(Katzung, 2007)


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2

1.2. Classificao das famlias dos antibiticos

Ao longo dos anos foram descobertos e posteriormente descritos os antibiticos

hoje conhecidos. Desta forma foi necessrio arranjar uma classificao. A

classificao mais comum dos antibiticos baseia-se no seu mecanismo de aco.Assim so descritos cinco mecanismos de aco, tal como representado na figura 1:

Inibio da sntese da parede celular;

Inibio da sntese ou dano da membrana citoplasmtica;

Inibio da sntese proteica nos ribossomas;

Alteraes na sntese dos cidos nucleicos;

Alterao de metabolismos celulares.(Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008;

Katzung, 2007; Tenover, 2006)

1.2.1. Antibiticos que inibem a sntese da parede celular

Para a sobrevivncia de qualquer bactria essencial manter a integridade daparede celular, sendo importante referir que a parede celular das bactrias Gram

positivas e das bactrias Gram negativas diferente, como se pode visualizar na

figura 2. A parede celular suficientemente flexvel em virtude da sua estrutura

entrelaada do seu principal constituinte, o peptidoglicano, com o alto ndice de

ligaes cruzadas.(Goodman & Gilman's, 2008)

A primeira fase da sntese do peptidoglicano ocorre no citoplasma, onde a

glicosamina convertida a cido N-acetilmurmico (NAM). De seguida, o NAM

activado atravs da reaco com a uridina trifosfato (UTP) de forma a produzir o cidoN-acetilmurmico-fosfato (UDP-NAM). Posteriormente, o NAM passa por vrias etapas

Figura 1- Esquema representativo dos diversos mecanismos de aco dos diversosantibiticos. (ANVISA, 2007)


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3

enzimticas e transformado em UDP-NAM-pentapeptdeo. Este liga-se ao

bactoprenol, presente na membrana citoplasmtica, por ligao pirofosfato e libertao

de uma uridina monofosfato (UMP). A ligao do N-acetilglucosamina (NAG) origina o

dissacrido NAG-NAM, que transportado para fora da clula pelo bactoprenol. O

dissacrido NAG-NAM ligado cadeia de peptidoglicano, por ligao pirofosfato.

Este tipo de ligao permite obter energia para a aco das enzimas transglicosilases.

O pirofosfato-bactoprenol reconvertido em fosfobactoprenol, e por conseguinte

reutilizado. Por ltimo, junto da membrana, as cadeias de glicanos so cruzadas por

ligao peptdica entre a amina livre do aminocido na terceira posio do

pentapeptdeo ou o N-terminal da cadeia ligada de pentaglicina, e a D-Alanina (D-Ala)

na quarta posio de uma outra cadeia peptdica, libertando a D-Ala terminal do

percursor. Estas ligaes cruzadas so catalizadas pelas transpeptidases ligadas

membrana, e as enzimas DD-carboxipeptidases removem as D-Ala que no reagiram

de forma a limitar a extenso das ligaes cruzadas. (Murray, Rosenthal, & Pfaller, 2010)

So exemplo de antibiticos com aco ao nvel da sntese do peptidoglicano os

antibiticos -lactmicos, a bacitracina e os glicopptidos, como se pode verificar na

tabela 1.

Figura 2- Ilustrao da parece celular das bactrias Gram positiva e Gram negativa. .,


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4

Tabela 1- Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese da parede celular e respectivoespectro de aco. (Infarmed)

Os antibiticos -lactmicosso bastante prescritos nos dias que correm, dada a

sua eficcia teraputica e baixa toxicidade. Este grupo de antibiticos engloba as

penicilinas, cefalosporinas, carbapenems, monobactmicos e alguns inibidores das -

lactamases. Todos estes antibiticos contm na sua estrutura molecular um anel -lactmico, diferindo nas cadeias laterais, como se verifica na figura 3. (Goodman & Gilman's,

2008)

Inibidores da sntese da parede celular

-Lactmicos

Penicilinas

Benzilpenicilina(Penicilina G)

Fenoximetilpenicilina

(Penicilina V)

Espiroquetas e cocos (exceptoestafilococos)

Gonococo

Aminopenicilina(Amoxicilina e Ampicilina)

Haemophilus influenzae,Escherichia coli, Proteus

mirabilisIsoxazolilpenicilina

(Flucloxacilina)Estafilococos produtores de

penicilinasesUreidopenicilina

(Piperacilina, Azlocilina eMezlocilina)

Bactrias Gram negativas

Carboxipenicilina(penicilinas anti-pseudomonas)

Pseudomonas

Cefalosporinas

1 Gerao (Cefalotina,Cefazolina e Cefradina) Bactrias Gram positivas

2 Gerao (Cefoxitina,Cefotetano eCefmetazole)

eficcia em bactrias Gramnegativas

eficcia em bactrias Grampositivas

3 Gerao (Ceftazidima,Cefotaxima eCeftriaxona)

BactriasGram negativas

4 Gerao (Cefepima)Igual 3 gerao, mas maiorestabilidade na presena de

-lactamases

Carbapenemes Imipenem e Meropenem

Bactrias Gram positivas e

Gram negativas

Monobactmicos Aztreonam Bactrias Gram negativasaerbias

Bacitracina Bactrias Gram positivas

GlicopeptdeosVancomicina

Bactrias Gram positivasTeicoplanina

Penicilina Cefalos orina Monobactmico Carba enems

Figura 3- Representao da estrutura qumica dos antibiticos -lactmicos, com realce no anel -lactmico.(Williams, 1999)


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5

A penicilina G e V tm grande eficcia na presena de cocos Gram positivos, em

infeces como a erisipelide e a listeriose. As penicilinas resistentes s penicilinases,

como a nafcilina, so activas em Staphylococcus aureus, a ampicilina e outros -

lactmicos de espectro aumentado so activos na presena de bactrias Gram

negativas e, por ltimo, as penicilinas de largo espectro, como a ticarcilina e

piperacilina, so activas em Pseudomonas aeruginosas. (Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007;

Merk, 2009)As cefalosporinas so classificadas por geraes: 1 gerao exibe actividade

na presena de microrganismos Gram positivos e actividade moderada na presena

de bactrias Gram negativas; 2 gerao tem actividade melhorada na presena de

Gram negativos e incluem frmacos com actividade anti-anaerbica; 3 gerao

apresenta actividade na presena de Gram positivos e Gram negativos,

nomeadamente na presena da famlia de Enterobacteriaceae (como por exemplo,

Pseudomona aeruginosa); as cefalosporinas de 4 gerao tm um espectro

semelhante ao das cefalosporinas de 3, porm com maior estabilidade face s -

lactamases. (Goodman & Gilman's, 2008) Em agosto de 2012 foi aprovado pelo Infarmed, a

comercializao de uma cefalosporina de 5 gerao, a ceftarolina. Segundo o resumo

das caractersticas do medicamento activa em infeces por Staphylococcus aureus

meticilina resistentes e Streptococcus pneumoniae no susceptvel penicilina.

utilizada em duas situaes clinicas, como infeces complicadas da pele e tecidos

moles e na pneumonia adquirida na comunidade.(EMA, 2012; Infarmed)

Os inibidores da -lactamases como o cido clavulnico, tazobactam ou sulbactam

so utilizados para ampliar o espectro das penicilinas na aco de destruio dos

microrganismos produtores de -lactamase. Os inibidores possuem uma estrutura

idntica penicilina, modificando apenas a cadeia lateral. Desta forma as -

lactamases actuam nos inibidores, de forma a deixar disponvel o antibitico para a

actuar na infeco em causa. Dois exemplos comuns so a combinao da

amoxicilina com o cido clavulnico, utilizado no combate a infeces do tracto

respiratrio e a piperacilina com tazobactam administrada em infeces do tractorespiratrio inferior e vias urinrias. A piperacilina com tazobactam administrado em

doentes imunocomprometidos, sempre em associao com os aminoglicosdeos, para

a profilaxia de infeces por estirpes de Pseudomona aeruginosa. (Infarmed; Ministrio da Sade,

Maro de 2011)Os carbapenemes, como o imipenem e o meropenem, so dos antibiticos

-lactmicos, que tm o espectro mais amplo. Estes dois antibiticos so similares na

sua aco, simplesmente na formulao do imipenem conjuga-se a cilastatina, que

inibidor da enzima de-hidropeptidase presente nos tbulos renais. Estes so activos

na presena de bactrias da famlia de Enterobacteriaceae,pseudomonas, e muitoscocos Gram positivos. Os monobactmicos, como o aztreonam, tm actividade apenas


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6

em bactrias Gram negativas, como por exemplo, Klebsiella pneumoniae, Proteus

mirabilis, Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa, Neisseria meningitidis, Yersinia

enterocolitica, entre outras. O aztreonam apresenta uma elevada afinidade para as

protenas de ligao penicilina (PBPs) e inibe a sntese da parece celular. A sua

estrutura altamente resistente hidrlise pelas -lactamases, como a penicilinase e

cefalosporinase, da a apresentar aco mesmo nas bactrias produtores de -

lactamases.(Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

As enzimas, transpeptidases e carboxipeptidases, referidas acima so designadas

como protenas de ligao penicilina, pois so o alvo da penicilina e de outros

lactmicos.(Neu & Gootz, 1996)

Cada bactria possui vrias PBPs, sendo que o Staphylococcus aureustem quatro

PBPs, e a Escherichia colitem, pelo menos sete PBPs. As afinidades das PBPs com

os diferentes antibiticos -lactmicos divergem, no entanto as interaces ocorrentes

so covalentes. Em Escherichia coli, as PBPs com maior peso molecular, abrangem

as transpeptidases responsveis pela sntese de peptidoglicano. As restantes PBPs

incluem as enzimas importantes para manter a forma bastonete da bactria e para a

formao do septo na diviso bacteriana. A inibio destas enzimas leva formao

de esferoplastos e rapidamente lise. Entretanto a inibio das actividades de outras

PBPs, tais como PBP2 ou PBP3, pode causar uma de duas coisas, ou a lise ou a

formao de formas filamentosas longas da bactria, respectivamente. A acobactericida da penicilina inclui mecanismos lticos e no lticos. A ruptura do equilbrio

entre a formao do peptidoglicano, mediada pela PBP, e a actividade hidroltica na

murena, induz a autlise. Para ocorrer destruio no ltica, pode ser necessrio a

presena de protenas semelhantes holina na membrana bacteriana, que

desequilibram o potencial de membrana.(Neu & Gootz, 1996)

A bacitracina um antibitico produzido pela bactria Bacillus subtilis, que exerce

o seu mecanismo de aco ao bloquear a passagem do pirofosfato-bactoprenol a

fosfobactoprenol, em bactrias Gram positivas.(Murray, Rosenthal, & Pfaller, 2010; Neu & Gootz, 1996)

O glicopptido tricclico, como a vancomicina um complexo, que tem como

mecanismo de aco a inibio da sntese da parede celular das bactrias sensveis

por meio da sua ligao de alta afinidade extremidade terminal D-alanil-D-alanina de

unidades percursoras da parede celular, impedindo o alongamento do peptidoglicano e

a ligao cruzada. A vancomicina utilizada em situaes de sepsis ou endocardite

causadas pelos estafilococos resistentes meticilina, apesar de no ser to efectiva

como a penicilina. Assim, tende a ser usada em associao com a gentamicina, em

caso de alergia penicilina. Tambm recomendada, em associao com a


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7

ceftriaxone, cefotaxima ou rifampicina no tratamento da meningite pneumoccica

resistentes penicilina. (Katzung, 2007; Murray, Rosenthal, & Pfaller, 2010; Neu & Gootz, 1996)

1.2.2. Antibiticos que inibem a sntese da membrana citoplasmtica

Existem antibiticos que conseguem desorganizar a membrana citoplasmtica,

podendo ser agentes anies, caties ou neutros. Os polimixinas so disto exemplo, tal

como referenciado na tabela 2.

Tabela 2- Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese da membrana citoplasmtica erespectivo espectro de aco.(Infarmed)

Inibio da sntese da membrana citoplasmtica

Polimixinas

Polimixina C ou ColistinaPseudomona aeruginosa,

Enterobacter sp.,Escherichiacoli, Klebsiella

sp., Salmonella sp.,Pasteurella sp., Bordetellasp.

e Shigella sp.

Polimixina E

So antibiticos produzidos por vrias estirpes de Bacillus polymyxa, um bastonete

aerbico formador de esporos encontrados no solo. Dois exemplos bem conhecidos

so as polimixinas C e E. A polimixina E, tambm conhecida como colistina

produzida por Bacillus colistinus. A actividade da polimixina B e colistina semelhante

e restringem-se s bactrias Gram negativas, incluindo a Pseudomonas aeruginosa,Enterobacter sp., Escherichia coli, Klebsiella sp., Salmonella sp., Pasteurella sp.,

Bordetellasp. e Shigella sp.. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu &

Gootz, 1996)

As polimixinas so molculas anfipticas tensioactivas, pois contm grupos tanto

lipoflicos como lipofbicos. Estas interagem com a molcula de polissacardeo

presente na membrana externa, retirando o clcio e magnsio necessrios

estabilidade da mesma. A permeabilidade na membrana modifica-se imediatamente

em contacto com o frmaco e a subsequente entrada de gua na clula causa a suadestruio. A sensibilidade polimixina B est relacionada com o contedo

fosfolipdico da parede celular. Tambm apresenta actividade anti-endotoxina, atravs

da ligao da polimixina B poro lipdica A do lipossacardeo das Gram negativas e

inactivando a endotoxina. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz,

1996)


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8

1.2.3. Antibiticos que inibem da sntese proteica nos ribossomas

Os ribossomas bacterianos so organelos celulares constitudos por duas

subunidades, 30s e 50s, onde ocorre a ligao dos frmacos de forma a inibir ou

modificar a sntese proteica.

(Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007)

So exemplo de antibiticosque inibem a sntese proteica, os aminoglicosdeos, tetraciclinas, anfenicis,

macrlitos, lincosamida e oxazolinidonas, tal como se refere na tabela 3 efigura 4.

Tabela 3- Sumrio dos antibiticos inibidores da sntese proteica nos ribossomas e respectivoespectro de aco.(Infarmed)

Inibio da sntese proteica nos ribossomas

30s

Aminoglicosdeos(Estreptomicina,

Gentamicina, Canamicina eAmicacina)

Bactrias Gram negativasaerbias (Klebsiella sp., Serratia

sp., Enterobacter sp.,Pseudomonas sp.) e

Staphylococcus aureus

Tetraciclinas(Doxiciclina)

Vibrio cholerae, Mycobacteriumleprae, Brucella sp.,

Rickettsiaceae, Chlamydia sp.eMycoplasma sp.

50s

Anfenicis(Cloranfenicol)

Salmonella typhi

Macrlitos(Eritromicina e Claritromicina)

Chlamydia sp., Mycoplasma sp.,Legionella pneumophila,Haemophilus influenzae,

Haemophilus ducreyi,

Campylobacter sp.e MoraxellacatarrhalisLincosamida

(Clindamicina)Bactrias Gram positivas e

bactrias anaerbias

ARNt Oxazolinidonas(Linezolide)

Estafilococos (incluindo osresistentes meticilina) eenterococos (incluindo os

resistentes vancomicina)

Figura 4- Aco de diversos antibiticos ao nvel da sntese proteica. eu oo z,


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Aco na Subunidade 30s

Os aminoglicosdeos so usados no tratamento de infeces causadas por

bactrias Gram negativas aerbias. Exemplos desta classe de antibiticos so a

gentamicina, tobramicina e amicacina usados no tratamento inicial de spsis gravescomo infeces nosocomiais em combinao com os -lactmicos e a estreptomicina

e a canamicina indicados no tratamento da tuberculose e brucelose. (Brody, Larner, &

Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

Os antibiticos aminoglicosdeos caracterizam-se por um efeito ps- antibitico, isto

, a actividade bactericida permanece mesmo com a diminuio da concentrao

srica abaixo da concentrao mnima inibitria (CIM). Estes antibiticos penetram no

interior das bactrias Gram negativas, por difuso facilitada nas porinas presentes na

membrana externa. O local de aco a subunidade 30s dos ribossomas, que composto por vinte e uma protenas e uma molcula 16s de ARN. O antibitico

aminoglicosdeo liga-se protena 12s na subunidade 30s ribossmica, o que leva a

um erro de leitura do cdigo gentico. A sntese proteica pode ser inibida de duas

formas diferentes, por interferncia sobre o complexo de iniciao ou a leitura errnea

do ARNm, que leva incorporao de diferentes aminocidos, resultando numa

protena no funcional. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz,

1996)

As tetraciclinasapresentam um espectro de aco amplo, que engloba a maioriadas bactrias Gram positivas e Gram negativas, quer anaerbias como aerbias. As

tetraciclinas penetram nas bactrias Gram negativas por difuso passiva, atravs de

canais hidroflicos nas porinas da membrana externa, ou por transporte activo atravs

de um sistema dependente de energia, que bombeia todas as tetraciclinas atravs da

membrana citoplasmtica. Estas inibem a sntese proteica atravs da sua ligao

reversvel subunidade 30s, impedindo o acesso do aminoacil-ARNt ao local de aco

no complexo ARNm-ribossoma. Desta forma impedem a adio de aminocidos aos

pptidos em formao. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz,

1996)

Aco na Subunidade 50S

O cloranfenicol (classe dos anfenicis) um antibitico produzido pelo

Streptomyces venezuelae, que actua na inibio da sntese protena nas bactrias.

Este antibitico apresenta-se como bacteriosttico, embora tenha aco bactericida na

presena de algumas bactrias como, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis

e Streptococcus pneumoniae. Em menor escala tambm afecta as clulaseucariticas, porque o ribossoma bacteriano 50s assemelha-se bastante com os


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ribossomas 80s das clulas eucariticas. Este penetra na bactria por difuso

facilitada, e actua ao nvel da subunidade 50s do ribossoma de forma reversvel.

Apesar da ligao do ARNt ao local de reconhecimento do codo na subunidade 30s

no tenha sido atingida, o frmaco parece impedir a ligao da extremidade aminoacil-

ARNt ao local do receptor da subunidade ribossmica 50s. A interaco entre a

peptidiltransferase e o seu substrato aminocido no pode ocorrer, levando inibio

da ligao peptdica. de referir que este antibitico prescrito, de preferncia, em

hospital de forma ao estado de sade do doente seja controlado, pois o cloranfenicol

apresenta uma elevada toxicidade. Por este motivo a administrao de cloranfenicol

feita em ultimo caso, como por exemplo na brucelose em que h resistncia s

tetraciclinas. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996; Wolters

Kluwer Health, et al., 2012)

Os macrlitos possuem na sua constituio anis de lactona aos quais se ligam

um ou mais acares. Deste grupo fazem parte a eritromicina, claritromicina e

azitromicina. Os macrlitos inibem a sntese das protenas atravs da sua ligao

reversvel subunidade 50s. A eritromicina bacteriosttica, no entanto em

concentraes elevadas bactericida contra microrganismos muito sensveis.

bastante eficaz na presena de cocos Gram positivos aerbios e bacilos, sendo as

estirpes de Streptococcus pyogenes e Streptococcus pneumoniae sensveis a este

antibitico. Esta no inibe directamente a formao das ligaes peptdicas, mas a

etapa de translocao na qual a molcula peptil-ARNt recm-sintetizada move-se do

local receptor no ribossoma para o local peptidil (local aceitador). As bactrias Gram

positivas acumulam cerca de cem vezes mais eritromicina do que as Gram negativas,

pois as clulas so mais permeveis forma no ionizada do frmaco e isso pode

explicar o aumento da sua actividade em pH alcalino. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman &

Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

A clindamicina (classe das lincosamidas) derivada do aminocido trans-L-4-n-

propiligrnico, ligando-se a uma octose que contm enxofre. mais activa na presenadas bactrias anaerbias, especialmente em Bacillus fragilis. Este antibitico s se liga

subunidade 50s ribossmica, impossibilitando a sntese proteica. O uso da

clindamicina comum em bactrias Gram positivas em doentes que apresentem

alergia penicilina. A sua prescrio mdica engloba patologias, como faringites,

amigdalites, otite mdia, erisipela entre outros.(Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007)

A clindamicina, eritromicina e cloranfenicol so estruturalmente diferentes, no

entanto, exercem a sua aco em locais bastante prximos, apresentando-se como

antagonistas, pois a ligao de um deles inibe a ligao dos restantes, no devendo


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ser administrados concomitantemente. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung,

2007)

Aco sobre a tARN

Os antibiticos da classe das oxazolinidonas, como a linezolide so eficazes napresena de Gram positivos, incluindo estafilococos, estreptococos, enterococos,

cocos anaerbicos Gram positivos e bastonetes Gram positivos, como

Corynebacterium sp. e Listeria monocytogenes. A utilizao teraputica deste

antibitico so as pneumonias nosocomiais e infeces complicadas na pele e nos

tecidos moles. Esta inibe a sntese proteica por ligao ao local 23s da subunidade

50s, impedindo a formao do fMet-ARNt que inicia a sntese proteica. (Brody, Larner, &

Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007)

1.2.4. Antibiticos que alteram na sntese dos cidos nucleicos

Os antibiticos que interferem na sntese dos cidos nucleicos so as

fluoroquinolonas e a rifampicina, tal como descrito na tabela 4.(Infarmed)

Tabela 4- Sumrio dos antibiticos que actuam em alteraes na sntese dos cidos nucleicose respectivo espectro de aco.(Infarmed)

Alteraes na sntese dos cidos nucleicos

Fluoroquinolonas (Ciprofloxacina,

Norfloxacina e Ofloxacina)

Escherichiacoli, Salmonella sp., Shigella sp.,

Enterobacter sp., Campylobacter sp.eNeisseria sp.

Rifampicina

Mycobacterium leprae, Mycobacterium

tuberculosis, Neisseria meningitidise

Brucella sp.

As quinolonasso os antibiticos mais antigos, em particular o cido nalidxico,

que era usado no tratamento de infeces do sistema urinrio. Tem uma utilidade

teraputica limitada e um rpido desenvolvimento de resistncia bacteriana. Face a

isto, a introduo mais recente das fluoroquinolonas, como a ciprofloxacina,

norfloxacina e ofloxacina, representa um avano teraputico particularmente

importante, visto que estes frmacos so dotados de ampla actividade antimicrobiana

e mostram-se eficazes aps a administrao oral no tratamento de diversas doenas

infecciosas. No caso da norfloxacina indicada nas infeces urinrias baixas, pois

concentra-se na urina tornando-se desprovida de aco sistmica. Estas

fluoroquinolonas tm um pequeno nmero de efeitos secundrios e no se verifica o

rpido desenvolvimento de resistncias. Apresentam actividade na presena de


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Escherichia coli, Salmonella sp., Shigella sp., Enterobacter sp., Campylobacter sp.,

Neisseria sp.. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

O mecanismo de aco centra-se nas enzimas ADN girase e topoisomerase IV

bacteriana. Para muitos Gram positivos (e.g., Staphylococcus aureus) a

topoisomerase IV o local primrio de inibio das quinolonas. Em contraste para

muitos Gram negativos (e.g., Escherichia coli) o principal alvo a ADN girase. Os dois

filamentos de ADN dupla hlice devem ser separados para permitir a replicao ou

transcrio do mesmo. Entretanto, qualquer factor capaz de separar os filamentos

resulta no superenrolamento positivo excessivo do ADN em frente do ponto de

separao. Para combater este processo a enzima bacteriana ADN girase

responsvel pela introduo contnua de superespirais negativas no ADN. Trata-se de

uma reaco dependente de adenosina trifosfato (ATP) e requer a ruptura de ambos

os filamentos de ADN para permitir a passagem de um segmento do ADN atravs da

separao, que posteriormente selada. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008;

Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

A enzima ADN girase presente em Escherichia coliapresenta duas subunidades A

e B, codificadas pelos genes gyrA e gyrB respectivamente. As duas subunidades A

desempenham a funo de corte dos filamentos da enzima girase, constituindo o local

de aco das quinolonas. Os frmacos inibem a superespiral do ADN de forma a

impedir o crescimento bacteriano. As mutaes do gene que codifica o polipeptdeo

das subunidades A podem conferir resistncia a esses frmacos. (Brody, Larner, & Minmeman,

1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

A topoisomerase IV constituda por quatro subunidades codificadas pelos genes

parC e parE na bactria Escherichia coli. A topoisomerase separa as duas novas

molculas de ADN interligadas, que so produto da replicao do ADN pr-existente.

Apesar das clulas eucarticas no possurem a ADN girase, exibem a topoisomerase

II, que idntica. Desta forma desfaz o superenrolamento positivo do ADN eucaritico.

As quinolonas s inibem a topoisomerase II das clulas eucariticas emconcentraes bastante elevadas. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007;

Neu & Gootz, 1996)

A rifampicina um antibitico activo na presena de quase todos os

microrganismos. No entanto as indicaes teraputicas restringem-se lepra

(Mycobacterium leprae), tuberculose (Mycobacterium tuberculosis), brucelose

(Brucella sp.), portadores de meningococos (Neisseria meningitidis) e a profilaxia de

infeces por Haemophilus influenzae tipo b, porque no existem antibiticos to

efectivos, pois o uso da rifampicina limita-se ao mximo, de forma a no criarresistncias bacterianas. uma classe de antibiticos que so inibidores das ARN-


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polimerase. As cadeias peptdicas da ARN-polimerase ligam-se a um factor que

confere especificidade para o reconhecimento ao stio do promotor, onde se inicia a

transcrio do ADN. A rifampicina actua ligando-se s cadeias peptdicas de forma

no-covalente e interfere especificamente no incio do processo de transcrio. (Brody,

Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

1.2.5. Antibiticos que alteram os metabolismos celulares

O metabolismo celular retratado neste ponto a sntese do cido flico, que pode

ser inibido pelas sulfonamidas ou da sua combinao com o trimetroprim e est

sumariamente descrita na tabela 5. (Infarmed)

Tabela 5- Sumrio dos antibiticos que actuam em alteraes de metabolismos celulares erespectivo espectro de aco.(Infarmed)

Alterao de metabolismos celularesSulfonamidas(Sulfadiazina)

Cocos Gram positivos e cocos Gramnegativos

Sulfametoxazol + Trimetroprim Pneumocystis jiroveciie estreptococs hemoltico do grupo A

As sulfonamidasforam dos primeiros antibiticos a serem utilizados em doenas

infecciosas. Estes possuem um espectro de aco bastante amplo, na presena de

Gram positivos e Gram negativos. No entanto nos ltimos anos surgiu o

desenvolvimento de estirpes resistentes. As sulfonamidas exercem o efeitobacteriosttico em Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus

influenzae e ducreyi, Nocardia sp., Actinomyces sp., Calymmatobacterium

granulomatis e Chlamydia trachomatis. As estirpes de Neisseria meningitidis dos

sorogrupos B e C tornaram-se resistentes a este antibitico. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998;

Goodman & Gilman's, 2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

O mecanismo de aco baseia-se na analogia face ao cido para-aminobenzico

(PABA), fazendo com que este no seja utilizado pelas bactrias para a sntese de

cido flico. Mais especificamente, as sulfonamidas so inibidores competitivos dadiidropteroato-sintase1. Os microrganismos sensveis so todos aqueles que precisam

de sintetizar o seu prprio cido flico, as restantes no so afectadas pois so

capazes de utilizar o folato pr-formado2. (Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's, 2008;

Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

O trimetoprim o agente mais activo que exerce um efeito sinrgico quando

utilizado com uma sulfonamida. Trata-se de um percursor inibidor competitivo e

1

Esta enzima responsvel pela integrao do PABA no cido diidropterico, percursor imediato docido flico;2Este o motivo pelas quais as clulas mamferas no so afectadas;


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selectivo da diidrofolato redutase microbiana3. Desta forma a administrao

concomitante destes leva a bloqueios sequenciais na sntese de tetraidrofolato do

microrganismo a partir de molculas percursoras.(Brody, Larner, & Minmeman, 1998; Goodman & Gilman's,

2008; Katzung, 2007; Neu & Gootz, 1996)

O cotrimoxazol a combinao de uma sulfonamida, a sulfametoxazol, com o

trimetoprim, sendo usado em caso de infeces renais e urogenitais, no aparelho

gastrointestinal e na pele. Este o antibitico utilizado como primeira linha para a

pneumonia por Pneumocystis jirovecii, e o mecanismo de aco dos dois antibiticos

est representado na figura 5. (Infarmed)

Figura 5- Representao esquemtica dos locais de aco das sulfonamidas e trimetoprim.Adaptado de (Osrio & Morgado, 2011)

3Esta enzima reduz o diidrofolato a tetraidrofolato.

Diidropteroatosintetase

Diidrofolatoredutase

Sulfonamida

Trimetoprim


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2. Mecanismos de Resistncia aos Antibiticos

Os mecanismos de resistncia podem ser intrnsecos do microrganismo ou

adquiridos por transmisso de material gentico ou mutao.(Rice & Bonomo, 2005; Veiga, 1984)

2.1. Bases genticas da resistncia aos antibiticos

A resistncia acontece atravs de dois grandes mecanismos: mutao num locido

cromossoma ou transferncia horizontal de genes, isto , por aquisio de genes de

resistncia anteriormente presentes noutros microrganismos.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)Os

genes responsveis pela resistncia contidos em plasmdeos, normalmente codificam

enzimas que inactivam os antibiticos ou reduzem a permeabilidade das clulas. Em

contraste, a resistncia conferida por mutaes cromossomais envolve a modificao

do alvo.(Neihardt, 2004)

Quando se fala da evoluo das bactrias imprescindvel referir as mutaes que

possam ocorrer, quer sejam induzidas quer sejam espontneas. As mutaes so

alteraes na estrutura dos genes, que podem ocorrer durante a replicao, e

encontram-se sumariamente descritas na tabela 6. As mutaes induzidas devem-se

aco da radiao, como por exemplo a ultravioleta ou ionizante, os agentes

alquilantes, a hidroxilamina ou a presena de espcies reactivas de oxignio (ROS).

Se o erro for um benefcio para a bactria, como no caso da resistncia aos

antibiticos, ento tender a predominar naquela espcie. Assim o maior problema da

resistncia mediada por mutao a sua transmisso s geraes seguintes, o que

torna a bactria resistente predominante.(Mayer, 2012; Neihardt, 2004; Veiga, 1984)


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Tabela 6 - Descrio dos tipos de mutao que podem ocorrer. (Neihardt, 2004)

Tipo de mutao DescrioConsequncias da

mutao

Reposio

TransioTroca de uma pirimidina poroutra ou de uma purina por

outra

Formao de codesnonsenseque origina

pptidos incompletos ouformao de codes

missenseque alterao aprotena.

Transverso Troca de uma purina por umapirimidina ou vice-versa

Deleco

Macrodeleco Remoo de vriosnucletidos

Pptidos incompletos

MicrodelecoRemoo de um ou dois

nucletidos

Frame shift resulta emcodes nonsenseou em

pptidos incompletos

Insero

Macroinsero Incluso de vrios nucletidos Pptidos incompletos

MicroinseroIncluso de um ou dois

nucletidos

Frame shift resulta emcodes nonsenseou em

pptidos incompletos

InversoRemoo de uma poro deADN e insero da mesmanoutro local do cromossoma

de forma invertida

Codificao de protenasno funcionais

A transferncia horizontal de genes um processo de aquisio de material

gentico entre bactrias da mesma espcie ou espcies diferentes. Pode ocorrer por

trs mecanismos, transformao, transduo ou conjugao (ver figura 6e 7) e ainda

por transposio.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Todar, 2012)

Este processo de transmisso de genes possvel devido presena de estruturas

especficas no ADN designadas de integres. Estes so pores de ADN com

capacidade para capturar genes que codificam a resistncia a antibiticos por

recombinao num local especfico.(Rice & Bonomo, 2005)

Figura 6 - Representao esquemtica datransferncia horizontal de gene.(Holmes & Jobling, 1996)

Figura 7 -Representao ilustrada da transfernciahorizontal de gene.(Furuya & Lowy, 2006)


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Transferncia horizontal de genes por transformao

Na transformao a bactria recebe partes de ADN presentes no meio envolvente.

A bactria receptora ir englobar no seu material gentico as fraces de ADN

adquiridas. Esta poro de ADN tem de ter pelo menos 500 nucletidos para seconseguir integrar no ADN hospedeiro, e resulta da morte ou lise de outra bactria.

Este mecanismo foi descoberto em Streptococcus pneumoniae, em 1928 por F.

Griffith, tendo sido mais tarde encontrado em Haemophilus influenzae, Neisseria

gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Bacillus subtilis e Staphylococcus sp.. Esta

capacidade de englobar material gentico extracelular e sofrer transformao

designada de competncia. Em muitas bactrias, esta capacidade est codificada nos

genes cromossmicos, que se tornam activos em determinadas condies externas.

Em Streptococcus pneumoniaee Neisseria meningitidisocorre a baixa afinidade paraas PBPs, devido formao de genes mosaicos das PBPs. Os genes mosaicos

contm segmentos de genes normais que codificam as PBPs de pneumococos,

meningococos e gonococos, mas tambm regies que sofreram transformao, por

aquisio de segmentos genticos relativos a resistncia penicilina em

Streptococcus pneumoniaeou na Neisseria sp.. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Holmes & Jobling, 1996;

Neihardt, 2004; Ryan & Ray; Todar, 2012)

Transferncia horizontal de genes por transduo

A transduo envolve a presena de bacterifagos (tambm designados de fagos),

que funcionam como vectores do ADN, do dador para o hospedeiro. Cada fago

transporta uma poro pequena de ADN da bactria destruda anteriormente,

protegendo a sua integridade das nucleases existentes no meio envolvente. (Mayer, 2012)

Ao infectar uma nova bactria, a poro de ADN ir integrar-se no ADN da bactria

infectada.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Rice & Bonomo, 2005; Todar, 2012)Este mecanismo explica a rpida

propagao e aumento das -lactamases que conferem resistncia em algumas

bactrias como em Staphylococcus aureus. Pensa-se que a resistncia adquirida emStaphylococcus aureus meticilina advm do mecanismo de transduo. Tal

fundamentado pelo tamanho reduzido da poro cromossmica puder ser

transportada pelo bacterifago.(Rice & Bonomo, 2005)

Transferncia horizontal de genes por conjugao

A conjugao um processo que ocorre entre clulas bacterianas, da mesma ou de

diferentes espcies, que ao entrarem em contacto directo trocam pequenas pores

de material gentico, como plasmdeos. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Neihardt, 2004; Rice & Bonomo, 2005;Todar, 2012) Este mtodo foi descoberto por J. Lederberg e E. Tatum, em 1946, ao


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observarem a transferncia de genes cromossmicos entre duas estirpes Escherichia

coli. O plasmdeo apresenta-se como uma poro de ADN extracromossmico, que

contm genes que permitem a sua replicao autnoma e transferncia para outras

clulas. (Mayer, 2012)Alguns plasmdeos contm um grupo de genes, designados de tra,

que significa transfer, e que tm a capacidade de realizar a transferncia do mesmo da

bactria dadora (F+) para a receptora (F-), por formao do pili, codificado pelo factor F

(ou factor de fertilidade), representado na figura 8. (Neihardt, 2004) No que respeita

resistncia aos antibiticos, o plasmdeo designa-se de R plasmdeo, pois inclu genes

que conferem resistncia aos antibiticos.(Neihardt, 2004)

Nas bactrias Gram positivas, como por exemplo Enterococcus faecalis, a

conjugao ocorre mediada por plasmdeos e o envolvimento de genescromossmicos. A interaco entre a clula dadora e a clula receptora d-se atravs

de protenas de adeso presentes na dadora. A clula receptora reconhecida pela

libertao de fero-hormonas. Desta forma d-se a interaco entre as duas clulas,

sendo transferindo o plasmdeo.(Neihardt, 2004)

Transposio

A transposio um processo de transferncia gentica, resultante da interaco

entre duas bactrias diferentes, que na maioria das vezes utiliza a conjugao comovia, tal como se pode verificar na figura 9 e tabela 7. Os fragmentos de ADN

Figura 8- Representao esquemtica da transferncia de genespor conjugao.(iGEM, 2013)


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transferidos designam-se de transposes (Tn). Estes so genes ou grupos de genes

que se incorporam num genoma, plasmdeo ou cromossoma atravs de

recombinao. Desta forma, a mobilidade apresentada deve-se ausncia de

homologia entre os ADNs recombinates. Um transposo pode ser estvel ao

incorporar um dado cromossoma ou plasmdeo de uma bactria. de citar que o

transposo responsvel pela -lactamase TEM da resistncia ampicilina (TnA) pode

passar de um plasmdeo para outro, do plasmdeo para o cromossoma e do

cromossoma para o plasmdeo.(Mayer, 2012; Neihardt, 2004; Veiga, 1984; Pdua, 2009) Um exemplo de

transposo conjugativo o Tn916, encontrado em Enterococcus faecalis, e contm o

gene que confere resistncia tetraciclina. Desta forma ocorre a conjugao entre

bactrias, por transferncia do respectivo transposo.(Neihardt, 2004)

Tabela 7- Exemplos de bases genticas em alguns antibiticos.(Foster, 1996)

Antibitico Mecanismo de resistnciaBase gentica dos mecanismos

de resistncia

PenicilinaInactivao enzimtica pela -

lactamase Transferncia por plasmdeo

Meticilina Expresso de nova PBPNovo locuscromossomal

adquirido

TetraciclinaEfluxo Transferncia por plasmdeo

Modificao do ribossomaNovo locus cromossomal

adquirido

CloranfenicolInactivao enzimtica Transferncia por plasmdeo

Modificao enzimtica o ARNribossomal (previne a ligao do

ARN ao ribossoma)Transferncia por plasmdeo

EstreptomicinaMutao na protena ribossomal(previne a ligao do antibitico)

Mutao no gene cromossomalque codifica o alvo do antibitico

Inactivao enzimtica Transferncia por plasmdeoCanamicina eGentamicina

Inactivao enzimtica Transferncia por plasmdeo etransposo no cromossoma

Trimetoprim Diidrofolato redutase Transferncia por plasmdeo

FluoroquinolonasAlterao da enzima ADN girase Mutao no gene cromossomal

que codifica o alvo do antibitico

Efluxo Mutao aumenta a expressonatural do mecanismo de efluxo

Cromossoma

Transposo

Exciso eInsero

Insero

Exciso

Transferncia porconjugao para outrabactria

Transposo

Plasmdeo

Figura 9- Representao esquemtica da transposio. apta o e ua, )


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2.2. Resistncia Natural

A resistncia natural uma caracterstica intrnseca de um microrganismo, que

ocorre sem uma exposio prvia ao antibitico. O conhecimento da resistncia

intrnseca das diferentes espcies ajuda a escolher as estratgias de tratamentoemprico. (Rice & Bonomo, 2005) Na tabela 8 pode-se encontrar alguns exemplos de

resistncia natural.

A resistncia das bactrias a determinados antibiticos deve-se a trs possveis

razes:

A ausncia de um processo metablico influencivel pelo antibitico;(Veiga, 1984)

Existncia de enzimas que apresentem a capacidade de inactivar o

antibitico;(Veiga, 1984)

Presena de particularidades inerentes morfologia bacteriana.(Veiga, 1984)

Tabela 8 - Resistncia intrnseca de algumas bactrias na presena de certos antibiticos. (Michigan State University, 2011)

Microorganismo Antibitico Mecanismo de resistncia intrnseco

Bactrias estritamenteanaerbias Aminoglicosdeos

Incapacidade de atravessar a membrana interna,que se caracteriza por um processo dependente deoxignio. A resistncia ocorre, pois estas bactriascarecem do transporte adequado entrada doantibitico. As bactrias aerbias facultativas sapresentam resistncia quando crescem emcondies de anaerbiose (Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

Gram positivos Aztreonam Baixo nmero de PBPs onde se d a ligao doantibiticoGram positivos

(Lactobacillisp.eLeuconostoc sp.)

VancomicinaReduo do alvo na parede celular impedindo aentrada do antibitico

Klebsiella sp. AmpicilinaDeve-se produo de -lactamases, que inactivamo antibitico

Stenotrophomonasmaltophila

Imipenem

Pseudomonasaeruginosa

Sulfonamida,trimetoprim,tetraciclina ecloranfenicol

Diminuio da entrada do antibitico, levando aconcentraes intracelulares muito baixas

MacrlitosA membrana externa destas bactrias apresentauma baixa permeabilidade a substnciashidrofbicas (Prez, 2012)

Mycoplasma sp. -lactmicosAusncia de parede celular, onde actua o antibitico(Prez, 2012)

EnterococosAminoglicosideos Diminuio do metabolismo oxidativo para queocorra a entrada do antibitico

Todascefalosporinas

Decrscimo de PBPs e a produo de -lactamases.(Rice & Bonomo, 2005)

Bacilos Gramnegativos

MLSBDiminuio da permeabilidade na membrana externaaos compostos hidrofbicos(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)


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2.3. Resistncia Adquirida

Existem quatro grandes mecanismos de resistncia aos antibiticos que so: a

alterao da permeabilidade, a alterao do local de aco, a bomba de efluxo e o

mecanismo enzimtico que altera a estrutura qumica do antibitico. Estesmecanismos esto representados na figura 10 e os antibiticos afectados pelos

mesmos esto enumerados na figura 11.

Figura 11- Antibiticos afectados pelos diversos mecanismos de resistncia dasbactrias.(Schmieder & Edwards, 2012)

Figura 10- Representao dos diversos tipos de mecanismos de resistncia bacteriana. (S., 2009)


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2.3.1. Alterao da permeabilidade

A permeabilidade da membrana celular essencial para que o antibitico tenha o

efeito desejado, quer seja bactericida quer bacteriosttico.(Goodman & Gilman's, 2008)

Nas bactrias Gram negativas, a membrana interna constituda por fosfolpidos e

a membrana externa por lpidos. A sua constituio confere uma lenta penetrao do

frmaco e a passagem pela membrana externa realizada atravs das porinas, que

formam canais hidroflicos. Os frmacos podem penetrar atravs da membrana celular

de trs formas, atravs da difuso pela porinas, por difuso na bicamada fosfolipdica

ou por self promoted uptake. A penetrao na bactria depende das caractersticas

intrnsecas das molculas de antibitico. Desta forma os compostos hidroflicos

penetram atravs das porinas (e.g., -lactmicos) ou por self promoted uptake (e.g.,

aminoglicosideos).(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Declour, 2009)

Neste tipo de resistncia, a modificao da permeabilidade do antibitico pode

dever-se s alteraes estruturais, do nmero, da selectividade ou do tamanho das

porinas.(Ryan & Ray)Os antibiticos como os -lactmicos, fluoroquinolonas e tetraciclinas

penetram no interior da clula atravs de porinas presentes na membrana externa.

Qualquer diminuio na funo ou quantidade de porinas levar resistncia da

bactria ao antibitico, baixando o nvel de antibitico no interior da bactria, tal como

est representado na figura 12.(Declour, 2009)

Este o mecanismo de resistncia observado relativamente aos aminoglicosdeos,

fosfomicina, quinolonas e tetraciclinas.(Neu & Gootz, 1996)

Resistncia aos aminoglicosdeos

Os antibiticos aminoglicosdeos conseguem penetrar tanto em bactrias Gram

positivas como em Gram negativas. A resistncia a estes antibiticos, em parte, est

relacionada com a falta de transporte dependente de oxignio. Pode dever-se a um

defeito na protena de ligao, isto na enzima adenilato ciclase ou na adenosina

monofosfato cclica (cAMP). Esta alterao ocorre em certos Gram positivos como a

Figura 12 - Representao da alterao da permeabilidade da membranaexterna de algumas bactrias.(Anvisa, 2007)


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Staphilococcus aureus. No que respeita famlia Enterobacteriaceaee Pseudomona

aeruginosaa resistncia deve-se alterao das porinas.(Neu & Gootz, 1996)

Resistncia fosfomicina

A fosfomicina entra na clula por um sistema de transportes de glucose-6-fosfato ouglicerol-fosfato. Este sistema de transporte no est muito desenvolvido nas bactrias

Gram positivas, sendo que a concentrao do antibitico no interior da clula, no

alcana o mnimo para inibir a sntese da parece celular. Em relao s bactrias

Gram negativas a resistncia d-se pois algumas bactrias conseguem sobreviver

sem este transportador, enquanto outras recebem plasmdeos e transposes que

codificam a resistncia a estes antibiticos, como por exemplo Serratia marcescens.

(Neu & Gootz, 1996)

Resistncia s quinolonasPara que as fluoroquinolonas exero a sua funo necessrio alcanarem o

citoplasma, onde esto localizadas as enzimas ADN girase e topoisomerase IV. No

entanto as alteraes que ocorrem na membrana externa das bactrias Gram

negativas esto relacionadas com um decrscimo do uptakee aumento da resistncia

a esta classe de antibiticos. No que respeita s Gram positivas, esta diminuio do

uptakeainda no foi comprovada, no entanto, verificam-se baixos nveis intrnsecos de

fluoroquinolonas.(Rice & Bonomo, 2005)

Resistncia s tetraciclinas

No que respeita s tetraciclinas, um dos mecanismos plausveis para a alterao de

permeabilidade destes antibiticos a alterao das porinas, como a OmpF. Assim h

a limitao da difuso do antibitico para a zona periplasmtica das bactrias Gram

negativas.(Speer, Shoemaker, & Salyers, 1992)

2.3.2. Alterao do local de aco

Este tipo de resistncia caracteriza-se pela diminuio ou mesmo ausncia deafinidade do antibitico ao local de ligao. Esta ocorre por alterao da estrutura do

peptidoglicano, interferncia na sntese de protenas ou na sntese de ADN, tal como

se verifica na representao na figura 13.(Rice & Bonomo, 2005; Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)


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Alterao da estrutura do peptidoglicano

A alterao da estrutura do peptidoglicano consiste na inibio das enzimas que

participam na construo do mesmo. Este mecanismo de resistncia observado emdiversos antibiticos tais como, -lactmicos e glicopeptdeos. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Resistncia aos -lactmicos

No que respeita resistncia aos antibiticos -lactmicos, provm de mutaes

nas PBPs que levam diminuio da afinidade da ligao do antibitico ao local de

aco. As bactrias Staphylococcus aureus resistentes meticilina, e Streptococcus

pneumoniae resistentes penicilina so exemplos da resistncia aos antibiticos -

lactmicos.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

O Staphylococcus aureus e Staphylococcus sp.de coagulase negativa adquiriram o

gene cromossmico, mecA, codificando a PBP, que os torna resistentes aos -

lactmicos. A resistncia meticilina e oxacilina por parte do S. aureus (MRSA

methicilin-resistant Staphylococcus aureus), ocorre na presena do gene mecA, que

codifica a PBP2a. Esta uma nova PBP distinta das restantes presentes nesta

bactria e que diminui a afinidade pela maioria dos antibiticos -lactmicos. A

elevada resistncia deste gene provoca inibio de todos os -lactmicos, e mantm

activa a sntese da parede celular mesmo na presena de concentraes letais doantibitico.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Hawkey, 1998)

Os estreptococos apresentam codificao para seis PBPs diferentes, tais como

PBP1a, PBP1b, PBP2a, PBP2b, PBP2x e PBP3. Tanto em Streptococcus

pneumoniae, como em Streptococcus mitis ocorre a presena de PBPs especiais,

como a PBP2a, que reduz a afinidade pela penicilina e a PBP2x que diminui a

afinidade pela cefotaxima.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

Figura 13- Representao da alterao do local de aco doantibitico.(Anvisa, 2007)


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Resistncia aos glicopeptdeos, tais como a vancomicina e a

teicoplanina

A resistncia adquirida aos antibiticos glicopeptdeos, como a vancomicina e

teicoplanina, tem como base a alterao do local de ligao, isto , a passagem da

acilD-Ala-D-Ala para acilD-Ala-D-Lac ou acilD-Ala-D-Ser no terminal C. Esta

mutao deve-se presena do gene vanA, que resulta no fentipo VanA, uma nova

enzima D-Ala-D-Ala ligase. Com esta mutao a afinidade da vancomicina e

teicoplanina diminui face camada de peptidoglicanos primitiva. Caso a alterao

ocorra devido ao gene vanB, ento a resistncia adquirida s conferida

vancomicina. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Fluit, Visser, & Schmitz, 2001; Wright, 2003)

Interferncia na sntese de protenas

Uma das formas de resistncia a modificao do alvo especfico, interferindo coma sntese de protenas (e.g., aminoglicosdeos, tetraciclinas, macrlitos,

estreptograminas, oxazolidinonas) ou na transcrio atravs da ARN-polimerase (e.g.,

rifampicina).(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Resistncia a macrlitos, lincosamidae estreptogramina B

Os macrlitos, lincosamida e estreptogramina B (MLSB) actuam ligando-se

subunidade 50s do ribossoma, das bactrias Gram negativas, bloqueando a sntese

proteica. A resistncia d-se por alterao no 23s ARNr, sendo que acontece na ps transcrio por aco da enzima adenina-N6-metiltransferase. O gene erm est

envolvido na sntese destas metilases. Para alm das mutaes no 23s ARNr, tambm

se podem suceder alteraes nas protenas L4 e L22 da subunidade 50s, o que

confere resistncia aos macrlitos em Streptococcus pneumoniae.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Resistncia s oxazolinonas, como a linezolide

O mecanismo de aco das oxazolinonas, como a linezolide, envolve diversos

estgios na sntese de protenas. Quando ocorre a ligao, no se d a formao do

complexo de iniciao, o que interfere com a translocao do peptidil-ARNt do stio A

para o stio P. A resistncia tem sido relatada numa srie de microrganismos, incluindo

em Enterococcus sp. e est associada s mutaes no 23s ARNr, resultando na

diminuio da afinidade da ligao.(Rice & Bonomo, 2005)


Quando ocorrem mutaes no gene 16s ARNr verificam-se resistncia aos

aminoglicosdeos. Por exemplo, ao haver metilao ps-transcricional do 16s ARNr,

afecta a ligao dos antibiticos aminoglicosdeos. Em relao resistncia


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estreptomicina em Mycobacterium tuberculosis adquirida, por mutaes

cromossomais no gene rpsL, que codifica para a protena ribossmica 12s.(Dzidic, Suskovic,

& Kos, 2007)


Existem protenas no citoplasma que protegem o ribossoma de ser alvo das

tetraciclinas. Estas actuam ligando-se ao ribossoma e alteram a sua conformao,

protegendo o ribossoma da aco destes antibiticos. Os antibiticos mais afectados

com este mecanismo so a doxiciclina e minociclina. Esta forma de resistncia mais

acentuada do que a verificada pela presena de protenas de efluxo, explicado no

ponto 2.3.3.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001; Rice & Bonomo, 2005)

Interferncia na sntese de ADN

Este mecanismo de resistncia por interferncia na sntese da ADN est descrito

para os antibiticos fluoroquinolonas. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Resistncia s fluoroquinolonas

A resistncia s fluoroquinolonas deve-se s mutaes em regies especficas nos

genes estruturais, que fazem com que o antibitico no se ligue s enzimas. Esta a

mutao mais comum encontrada na presena destes antibiticos. Nas bactrias

Gram negativas a ADN girase o principal alvo de todas as quinolonas. Nas bactriasGram positivas tanto pode ser a ADN girase como a topoisomerase IV, dependendo

da fluoroquinolona considerada.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

A regio que determina a resistncia s quinolonas caracterizada por uma

pequena regio de codes do 67 ao 106 no GyrA, na bactria Escherichia coli. (Fluit,

Visser, & Schmitz, 2001)Embora se pense que as quinolonas interajam principalmente com a

subunidade A da ADN girase, foram descobertas mutaes na subunidade B, o que

confere resistncia no caso das bactrias Escherichia coli. No entanto a frequncia de

mutaes no gene gyrB menor do que no gene gyrA, na maioria das espcies. Emrelao enzima topoisomerase IV, a sua subunidade ParC homloga GyrA e a

subunidade ParE anloga GyrB. As bactrias Gram positivas, tais como

Staphylococcus aureuse Streptococcus pneumoniae, tm sido alvo de estudo desta

resistncia. As mutaes ocorrentes codificam uma alterao de aminocido, na

amina terminal do ParC, em ambos estafilococos.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)


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2.3.3. Bomba de Efluxo

As bombas de efluxo so protenas presentes nas membranas, representadas na

figura 14. Neste tipo de resistncia ocorre um efluxo, isto , o transporte activo dos

antibiticos do meio intracelular para o meio extracelular.

(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Este mecanismo afecta todas as classes de antibiticos, no entanto apresenta

maior eficcia na presena de macrlitos, tetraciclinas e fluoroquinolonas, pois estes

inibem a biossntese de protenas e de ADN.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Existem diversos tipos de bombas de efluxo, que se categorizam em cinco classes

de transportadores, tais como, major facilitator family(MFS), multidrug and toxic efflux

(MATE), resistance-nodulation-division family (RND), small multidrug resistance

(SMR), adenosine triphosphate binding cassette(ABC).3A MFS, MATE, RND e SMRfuncionam por troca de protes, enquanto que a ABC actua por hidrlise de ATP.(Dzidic,

Suskovic, & Kos, 2007)


No caso das tetraciclinas pode haver efluxo devido a bombas de efluxo da classe

MFS. Estas protenas exportadoras esto associadas s protenas de membrana cuja

a sntese codificada pelo gene tet. Com o aumento do efluxo, a concentrao de

antibitico ir diminuir intracelularmente, fazendo com que a aminoacil-ARNt se ligue

no local A do ribossoma.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

Resistncia aos MLSB

Nas ltimas dcadas, o nmero de resistncias em bactrias Gram positivas tm

vindo a aumentar na presena do grupo de antibiticos MLSB. Esta situao deve-se

presena de genes, que codificam a sntese das protenas que constituem as bombas

de efluxo nestas bactrias. Em tempos, julgava-se que a resistncia aos macrlitos era

simplesmente codificada pelo gene erm. No entanto, hoje em dia sabe-se que esta

resistncia codificada pelos genes mef, msre vga, em cocos Gram positivos. Estescodificam as bombas de efluxo que levam sada dos antibiticos MLSB, diminuindo a

Figura 14- Representao dos mecanismos de resistncia atravs da existncia debombas de efluxo.(Anvisa, 2007)


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sua concentrao no interior da clula, deixando o ribossoma disponvel para a sntese

proteica. Foram caracterizados dois genes mef, o gene mefA, descoberto no

Streptococcus pyogenese o gene mefE, encontrado em Streptococcus pneumoniae.

Os estreptococos s possuem o gene mef, o que confere resistncia aos macrlitos, e

no aos restantes antibiticos do grupo MLSB. No que respeita aos genes msr, estes

codificam a resistncia aos macrlitos e estreptogramina B. Foram caracterizados

dois genes msr, o msrA e o msrB em Staphylococcus aureus. Tambm foram

encontrados outros genes, como o vga e o vgaBem estafilococos, que codificam a

resistncia estreptogramina A. As bombas de efluxo especficas para a lincomicina

so codificadas pelo gene lmrA, encontrado em Streptomyces lincolnensis.(Fluit, Visser, &

Schmitz, 2001)

Resistncia s fluoroquinolonasAs fluoroquinolonas para conseguirem exercer a sua aco, necessrio entrarem

na clula bacteriana. Tanto as bactrias Gram negativas como as bactrias Gram

positivas apresentam sistemas de efluxo dependente de energia no especficos. Por

exemplo, nas bactrias Escherichia colia bomba de efluxo AcrAB-TolC a principal

responsvel pelo efluxo destes antibiticos. O mecanismo de resistncia presasse

pela mutao no gene acrRque aumenta a actividade da bomba de efluxo.(Jacoby, 2005)

2.3.4. Mecanismo enzimtico

O mecanismo enzimtico de resistncia devido a inactivao do frmaco resulta da

produo, pela bactria, de enzimas que degradam ou inactivam o antibitico, como

se verifica na figura 15. Existem trs grandes estratgias, tais como, hidrlise,

transferncia de um grupo ou processo redox.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Hidrlise de antibiticos

A estrutura dos antibiticos contm grupos steres e amidas, fazendo com que

sejam susceptveis s hidrolases. A quebra da ligao destes grupos feita na

Figura 15 Representao da destruio enzimtica doantibitico em algumas bactrias.(Anvisa, 2007)


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presena destas enzimas, que podem ser excretadas pelas bactrias, actuando na

inactivao do antibitico antes que este atinja o seu alvo. (Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007)

Resistncia aos -lactmicos

O caso clssico so as amidases hidrolticas, isto , as -lactamases, que quebramo anel -lactmico das penicilinas e cefalosporinas. Existem dois mecanismos

moleculares empregados pelas enzimas -lactamases para hidrlise destes

antibiticos. Assim, a quebra do anel -lactmico pode dever-se aco do nuclefilo

Ser ou atravs do grupo dependente de zinco, nas designadas metalo--lactamase,

que activado na presena de gua (ver figura 16). Muitas bactrias Gram negativas

e Gram positivas produzem diversas enzimas, entre as quais diversos tipos de -

lactamases. As -lactamases de espectro estendido (ESBLs) medeiam a resistncia a

todas as penicilinas, cefalosporinas (por exemplo ceftazidima, cefotaxima e

ceftriaxona) e aztreonam. Existem mais de 180 ESBLs identificadas, principalmente

em Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis e outras

Enterobacteriaceae.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001; Hawkey, 1998; Rice & Bonomo, 2005; Wright, 2003; Dzidic, Suskovic, &

Kos, 2007)

Transferncia de grupos

O segundo mecanismo de inactivao dos antibiticos o de transferncia de

grupos, nos quais se realam as enzimas transferases. Os antibiticos mais afectados

so os aminoglicosdeos, anfenicis, fosfomicina, estreptograminas e macrlitos, nos

quais h a aquisio dos diversos grupos qumicos, como o adenilil, fosforil ou acetil.

Desta forma a ligao antibitico alvo fica comprometida. As reaces que podem

suceder so O-acetilao, N-acetilao, O-fosforilao, O-nucleotidilao, O-ribosilao, O-glicosilao e transferncia do grupo tiol. Estas dependem da presena

Figura 16 Alterao enzimtica do antibitico amoxicilina pla Ser--lactamse (A) e metalo--lactamse (B) (Wright, 2003)


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de co-substratos como ATP, acetil Coenzima A, NAD+, UDP-glucose ou glutationa,

restringindo-se ao citoplasma.(Dzidic, Suskovic, & Kos, 2007; Rice & Bonomo, 2005)


No caso dos aminoglicosideos j esto descritas mais de cinquenta enzimas,estando a maioria associadas a Gram negativos. Dependendo do tipo de modificao

que suceda, estas enzimas so classificadas como acetiltransferases

aminoglicosdeos (AAC), adenililtransferases aminoglicosdeos (ANT) e

fosfotransferases aminoglicosdeos (APH), representadas na figura 17. Os

aminoglicosdeos so modificados no grupo amino pela enzima AAC e no grupo

hidroxilo pelas enzimas ANT e APH, perdendo a capacidade de ligao ao ribossoma.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001; Leclerco, Glupczynski, & Tulkiens, 1999)

Os estafilococos, so uma das bactrias que consegue inactivar estes antibiticos,

atravs da aco enzimtica. A enzima ANT(4)-I codificada pelo gene ant(4)-Ia, e

confere resistncia gentamicina, tobramicina e canamicina. Este gene encontra-se

em pequenos plasmdeos e integra a regio mecdo cromossoma do Staphylococcus

aureus. A enzima bifuncional AAC(6) e APH (2) codificada pelo gene aac(6)-I +

aph(2), que se localiza no transposo 4001 (Tn4001). Assim confere resistncia

gentamicina, tobramicina e canamicina. A neomicina e canamicina tambm podem ser

inactivadas pela enzima APH(3)-III, codificada pelo gene aph(3)-IIIa, presente no

Tn5405, tanto em cromossomas como em plasmdeos.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

As bactrias Gram negativas, como a Serratia marcescens tambm altera

enzimaticamente os aminoglicosdeos como a gentamicina. A enzima que medeia esta

reaco a AAC(3)-V. Na maioria dos estudos realizados o gene que codifica esta

enzima est num plasmdeo de conjugao. (Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

Figura 17- Esquematizao da alterao enzimtica dos aminoglicosdeos. eu oo z,


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Resistncia a anfenicis, como o clorenfenicol

A resistncia ao cloranfenicol deve-se inactivao enzimtica do mesmo, na

presena da enzima acetiltransferase. Muitas enzimas descobertas esto codificadas

pelos genes cat, tanto nas bactrias Gram positivas como nas Gram negativas. As

enzimas acetiltransferases do cloranfenicol so subdivididas em duas classes, A e B,

face sua estrutura. A CAT da classe A, CAT-III, pertence a Escherichia coli,

enquanto que a CAT da classe B pertence a Pseudomonas aeruginosa. Em termos

moleculares o que acontece um ataque nucleoflico da CAT III ou CAT classe B, com

grupo His, ao grupo hidroxilo do cloranfenicol.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)

Resistncia fosfomicina

A fosfomicina pode ser degradada enzimaticamente atravs da enzima FosA, que

uma metalo-enzima, que est codificada em plasmdeos encontrados em bactriasGram negativas e nos cromossomas em Pseudomonas aeruginosa. Esta enzima, por

exemplo, catalisa a abertura do anel da fosfomicina, usando o tiolato ou glutationa

como centro nucleoflico.(Wright, 2003)

Resistncia aos MLSB

No grupo MLSB, foram descobertos alguns genes que contribuem para a resistncia

bacteriana, por inactivao enzimtica. As enzimas EreA e EreB hidrolisam o anel da

lactona dos macrlitos e as fosfotransferases que inactivam os mesmos por introduode um fosfato no grupo hidroxilo (2) do antibitico, na famlia Enterobacteriaceaee em

Staphylococcus aureus. Muitas nucleotidiltransferases que inactivam a licomicina

foram identificadas, tais como, a linA, em Staphylococcus haemolyticus, a linA em

Staphylococcus aureuse a linB em Enterococcus faecium. (Fluit, Visser, & Schmitz, 2001; Rice &

Bonomo, 2005)

Processos redox

Por ltimo, tambm atravs de mecanismos enzimticos, pode ocorrer ainactivao do antibitico por um processo redox, em que ocorre oxidao ou reduo

induzida pela bactria patognica.(Wright, 2003)


A oxidao da tetraciclina pela enzima TetX o mecanismo mais estudado. Nesta

inactivao ocorre a monohidroxilao da tetraciclina na posio 11a, de forma a

romper a ligao Mg2+que essencial aco antibacteriana.(Fluit, Visser, & Schmitz, 2001)


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3. Discusso

3.1. Estratgias de combate resistncia aos antibiticos

Hoje em dia inquestionvel dizer que a resistncia aos antibiticos se tornou um

risco para a sociedade. A Unio Europeia viu-se obrigada a tomar um conjunto demedidas destinadas a controlar o fenmeno de resistncia. Vrias entidades, quer

nacionais quer internacionais, esto em alerta para este fenmeno, tendo j sido

criadas estratgias para o combate s resistncias.(WHO, 2001; INSA, 2010)

A preocupao em torno deste problema rege-se pelo facto de que se o

microrganismo se torna resistente a um determinado antibitico, significa que quando

ocorre uma infeco com essa bactria, o efeito do antibitico ir ser nulo, levando ao

prolongamento da doena e um maior risco de morte. Ao ser prolongado o tempo de

infeco existe uma maior probabilidade de transmisso entre indivduos. de notarque aumenta o custo dos cuidados de sade, visto que a infeco no responde ao

tratamento de primeira linha, ser necessrio impor terapias mais dispendiosas. Por

outro lado os antibiticos tambm so usados na profilaxia de diversas situaes como

transplante de rgos, tratamentos quimioterpicos e cirurgias, desta forma a eficcia

do seu uso fica comprometida. A disseminao da infeco facilitada pela

comunicao entre pessoas infectadas, que nos dias de hoje se deslocam com todo

vontade entre pases do mundo. A era pr-antibitica.(WHO, 2001; INSA, 2010)

Ao nvel nacional, o Instituto Nacional de Sade Doutor Ricardo Jorge (INSA)atravs do Laboratrio Nacional de Referncia das Resistncias aos Antimicrobiano

(LNR/RA), apresenta actividade no desenvolvimento de estratgias para combater o

problema de emergncia e propagao da resistncia aos antibiticos. Neste sentido,

colaborou na realizao de uma proposta de recomendao, Uso Prudente de

Agentes Antimicrobianos na Medicina Humana (INSA, 2010), a qual visa sensibilizar os

prescritores para uma prescrio correcta de antibiticos e a sociedade para o uso

racional de acordo com o receiturio.(INSA, 2010)

Ao nvel internacional pode-se referir a World Health Organization (WHO) que

desenvolveu, de igual forma, estratgias de combate resistncia antimicrobiana.

Antes de demarcar estratgias necessrio ter noo dos factores que levam a este

problema na sociedade. Desta forma o uso inadequado e irracional dos medicamentos

proporciona as condies ideais resistncia do microrganismo. As medidas

adoptadas englobam atitudes da sociedade, profissionais de sade, hospitais e dos

veterinrios no uso de antimicrobianos na alimentao dos animais. (WHO, 2001)

Em termos gerais a preveno deve ter em linha de conta vrios pontos(Ryan & Ray):


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Os antibiticos s devem tomados em situaes em que a doena requer

mesmo esse tipo de teraputica;

Durante a teraputica administrar a dose adequada bem como respeitar o

tempo de tratamento;

Aquando da prescrio dos antibiticos, ter uma confirmao da

susceptibilidade da bactria ao antibitico;

Sempre que possvel utilizar antibiticos de espectro estreito, de forma a no

atingir microrganismos sem ser os responsveis pela infeco;

Usar combinao de antibiticos caso esta previna o surgimento de

mutaes;

A profilaxia s deve ser aplicada em situaes de provvel infeco;

Evitar a contaminao do ambiente com os antibiticos;

Regulamentao, nomeadamente, na promoo dos antibiticos pela

indstria farmacutica;

Estudo dos mecanismos de resistncia e da sua disseminao, e obteno de

novos medicamentos com novos alvos;

Em caso de infeces com bactrias mutantes, isolar o doente durante o

tratamento de forma no haver propagao.

No que respeita sociedade necessrio educ-la sobre este tema, explicar como

se toma e o quo importante seguir as recomendaes do prescritor, bem como a

importncia de prevenir as infeces, atravs de imunizao ou mesmo proteco

contra vectores como os mosquitos em diversas zonas do mundo e procurar os

melhores cuidados de sade. Dar a conhecer a importncia de que simples aces

como lavar as mos, a higiene na cozinha podem prevenir a transmisso de infeces.

Nos dias que correm, as pessoas dirigem-se s farmcias muitas vezes com a

iniciativa de se auto-medicarem. Em Portugal proibida a venda de antibiticos sem

receita mdica, no entanto, verifica-se que as pessoas recorrem s farmcias para a

dispensa de antibiticos sem a recomendao mdica. As farmcias so o principallocal de assistncia sade que deve explicar sociedade a importncia da

existncia de uma receita mdica para o combate a uma infeco. Os profissionais

tm um papel educativo junto da sociedade, sem contudo esquecer as regras a

praticar pelos mesmos, de forma a evitar ou minimizar o probl

mecanismos de resistência aos antibióticos - maria galvão ba

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