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Mecanismos de Resistencia de los Hongos a los Antifungicos

INTEGRANTES:

*Noemi Tito Alvarez

OBJETIVOS

• conocer la resistencia a los diferentes tipos de antifungicos.

• conocer los principales antifungicos utilizados para el tratamiento de algunas micosis.

Hongos:• Generalidades:– Organismos unicelulares o pluricelulares que

se alimentan mediante la absorción directa de nutrientes.

– Constituyen los descomponedores de la biósfera.

– Pueden crecer sobre pan, fruta, vegetales, carne y otros productos.

– Algunos producen toxinas altamente venenosas.

• Hongos superiores.

Hongos:– Muchos hongos son valiosos desde el punto de vista

comercial.– Por ejemplo algunas levaduras, que son útiles para

producir sustancias como el etanol y el dióxido de carbono.

– Otros son de interés como fuentes de antibióticos Ej. la penicilina.

– Por otro lado, están los hongos patógenos, quienes constituyen enfermedades de las plantas.

Hongos:• Clasificación:– Zygomycota

– Ascomycota– Basidiomycota.

Hongos superiores

Hongos Inferiores

- Poseen zygosporas como esporas de reproducción sexual.

-Ascomycota: producen ascosporas, dentro de una estructuraespecial denominada ascos.

- Basiomycota: producen basidiosporas en un basidio.

Ascosporas de Tuber melanosporum. Basidiosporas de Panaeolus caliginosus.

Zigospora de Rhizopus spp.

Hongos:• Nutrición:– Los hongos dependen de materia orgánica elaborada

para poder sobrevivir, Esta la pueden obtener de tres formas:

• Viven sobre materia orgánica en descomposición (hongos saprofitos).• Se alojan sobre algún ser vivo que los hospede (hongos

parásitos).• Viven en simbiosis con alguna especie vegetal (micorrizas).

hongos saprofitos. hongos parásitos. Micorrizas.

Hongos:• Reproducción:–Puede ser sexual o asexual.–También se los divide de acuerdo a la

producción de esporas en:• Eucárpicos (una parte del talo formará estructuras

cerradas que contendrán esporas). • Holocárpicos (todo el talo del hongo se

transforma en una estructura que desarrollará esporas )

Esporas asexuales no flageladas, producidas en unas hifas especializadas denominadas conidióforos (Figura B), por gemación o por fragmentación. En este último caso también se denominan artrósporas (Figura A y C).

Hongos: (reproducción sexual)

– Plasmogamia– Cariogamia–Meiosis– Copulación Planogamética– Espermatización– Somatogamia

Antifúngicos:

• El concepto de agente antifúngico o antimicótico engloba cualquier sustancia capaz de producir una alteración tal de las estructuras de una célula fúngica que consiga inhibir su desarrollo, alterando su viabilidad o capacidad de supervivencia, directa o indirectamente, lo que facilita el funcionamiento de los sistemas de defensa del huésped.

• Historia de los antifúngicos.

Clasificación de los antifúngicos

• Los antimicóticos incluye una amplia variedad de sustancias con diferentes estructuras químicas y mecanismos de acción. La clasificación se realiza según criterios convencionales de acuerdo a su:

• Estructura: polienos, azoles, alilaminas, entre otros.• Origen: sustancias producidas por organismos vivos o derivados

de síntesis química.• Espectro de acción: amplio o restringido• Sitio de acción: membrana celular, pared fúngica, ARN.

Clasificación de los antifúngicos

por su estructura• Polienos: Nistatina, natamicina, anfotericina B • Azoles: -Imidazoles: miconazol, clotrimazol, ketoconazol -Triazoles: fluconazol, itraconazol, -Triazoles 2º generación: voriconazol, ravuconazol,

……………posaconazolAlilaminas: Terbinafina, naftifina• Lipopéptidos -Papulacandinas -Triterpenos glicosilados -Equinocandinas: caspofungina, anidulofungina,

….........................micafungina• Pirimidinas fluoradas: Flucitosina• Otros: Yoduro de potasio, ciclopirox, tolnaftato, griseofulvin

Clasificación de los antifúngicos

por su sitio de acción en el hongo

1.-Antifúngicos interactuando en núcleo:a- Síntesis de ARN defectuoso: Pirimidinas fluoradas (flucitosina): se convierte en 5-fluorouracil (5-FU) por la citosina diaminasa. El 5-FU es fosforilado e incorporado dentro del RNA convirtiéndose en el nucleotido, el cual inhibe a la timidilato sintetasa y de esta forma impide la síntesis de proteínas de la célula.b- Disrupción del huso cromático: Griseofulvina: inhibe la mitosis, al destruir el huso mitótico, necesario para efectuar la división celular

2.-Antifúngicos interactuando en membrana citoplasmática:•a- Sobre la integridad física de la membrana: Polienos (Anfotericina B, nistatina)Mecanismo de acción: se unen al ergosterol presente en la membrana celular fúngica, donde se forman poros que alteran la permeabilidad de la membrana lo que permite una pérdida de proteínas, glúcidos y cationes monovalentes y divalentes, causas de la muerte celular .•b- Sobre la síntesis del ergosterol: Azoles: Imidazoles (ketoconazol, miconazol, etc.), Triazoles (fluconazol, itraconazol, voriconazol, posaconazol,ravuconazol): Estos inhiben al citocromo P-450 a través de la inactivación de la enzima C-14--demetilasa, se interrumpe la síntesis del ergosterol en la membrana celular, se acumulan esteroles intermedios tóxicos, aumenta la permeabilidad de la membrana y se interrumpe el crecimiento del hongo.Adicionalmente Voriconazol bloquea la enzima 24-metilen dihidrolanosterol demetilasa.

3.-Antifúngicos interactuando en pared celular:•a- En la síntesis de la quitina:Nucleósido-péptidos (Polimixina B, nikkomicina): inhiben laenzima Quitina sintasa, impidiendo la síntesis de quitina.•b- En la síntesis de glucanos:Lipopéptidos (equinocandinas, aculeucina, cilofungina); Glucolípidos (papulocandina B): inhiben la enzima1,3--D-glucán sintasa,impidiendo la síntesis de glucanos, la pared celular se vuelve débil e incapaz de soportar el estrés osmótico, por lo que muere.

Acción antifúngica:

A-Polienos:– Se unen al ergosterol de membrana producen una

inestabilidad a través de la formación de poros el cual trae consigo la salida de componentes internos de la célula como cationes monovalentes y divalentes así como proteínas y glúcidos importantes para la supervivencia del hongo.

• Anfotericina B complejo lipídico (ABLC):– Es una lactona macrocíclica con estructura poliénica.– La meta mayor de desarrollar ABLC ha sido lograr

un compuesto con la más baja toxicidad.– La anfotericina B forma complejos con los

ergosteroles, quedando el ergosterol atrapado en ella. – Forma puentes hidrofilicos e interacciones

intermoleculares del tipo Van der Waals con el ergosterol.

B-Azoles:– Este interrumpe la síntesis del ergosterol de

membrana a través de la inactivación de la enzima 14 α – desmetilasa consecuencia de la inhibición de la citócromo p-450-3-A.

– Debido a la falta del ergosterol se comienza a acumular esteroles tóxicos, aumenta la permeabilidad de la membrana y se interrumpe el crecimiento fúngico.

Fluconazol:

– Antifungico muy usado.– Tiene 2 anillos que contienen 3 átomos de

nitrógeno. – Es una molécula polar y simétrica lo que favorece su

hidrosolubilidad. – Este fármaco puede asociase con sitios activos de la

enzima a través de puente de hidrógeno.– interacción que tiene una fuerza de unas 5 kcal/mol

Ketoconazol:

– Tiene 5 estructuras del anillo que contienen 2 átomos de nitrógeno.

– Se usa actualmente para el tratamiento de infecciones sistémicas.

– Propiedad lipofilica.– Se concentra pobremente a nivel del LCR.– Se asocia a través de asociaciones Van der Walls con

su enzima diana.– El ketoconazol tiene más potencial de toxicidad por

su alta afinidad.

Itraconazol– Tiene 5 estructuras de anillo que contienen 3

átomos de nitrógeno.– Compuesto lipofílico y de poca afinidad por

fluidos acuosos.– Se asocia con sitios activos de la enzima a través

de asociaciones Van Der Walls.– Utilizado frecuentemente en tratamiento de

levaduras.– Poco útil en el tratamiento de aspergillus y sierto

grupo de candidas.

C-Alilaminas:– Inhiben la escualeno epoxidasa de está manera

se interrumpe la síntesis del ergosterol.–Aumentando las concentraciones del

escualeno de membrana y por tanto se interrumpe el desarrollo normal del hongo.

Terbinafina:–Resultó ser un derivado cianil llamado

naftifina. –Empleado en el tratamiento de infecciones

fúngicas superficiales.–Recien introducido en 1991.–Tiene su interacción con la enzima a través

de asociaciones Van der Walls siendo mas sensible y afin que los azoles.

“MECANISMOS DE RESISTENCIA DE LOS HONGOS A LOS ANTIFÚNGICOS”

Mecanismo de resistencia

• Resistencia de los hongos filamentosos:– Se pueden clasificar en 2 tipos principales:• Resistencia microbiológica.• Resistencia clínica.

• Resistencia microbiológica:– Se divide en los siguientes tipos:

• Resistencia clínica – Se define como crecimiento o falta de inhibición de los

microorganismos en el foco de infección y esto por las siguientes causas:• Defectos inmunológicos.• Portadores de material prostético (catéteres, válvulas)• Bajos niveles de los fármacos por interacciones de estos con la

bioquímica del cuerpo

• Resistencia Secundaria o Adquirida– Esta resistencia se podría relacionar al uso desmedido y

empírico de los antifúngicos.

Mecanismo de resistencia

• Antifúngicos disponibles en el tratamiento de los hongos filamentosos:– Polienos– Azoles– Equinocandinas– Alilaminas

1.-Principales mecanismos de resistencia de los Hongos filamentosos :– En términos generales los mecanismos identificados hasta

ahora son:• Incapacidad del fármaco para alcanzar la diana; esto debido a

barreras de permeabilidad o sistemas de bombeo activo del fármaco al exterior.

• Cambios en la interacción fármaco – diana (aumento del número de copias de dianas o cambios de estructura).

• Modificación de las enzimas de las vías metabólicas.• Modificación en el procesamiento intracelular (transformación

del fármaco).

• 1.1)Polienos:– Se ha visto mutaciones de los genes ERG 3 y ERG 11.– La mutación del segundo gen se relaciona con la mutación de

la C-5,6 esterol denaturasa implicada con la síntesis del ergosterol.

– Se han encontrado mutantes primario a anfotericina B como a A. fumigatus.

– Está resistencia se debe principalmente a:• Tratamiento corto por la alta toxicidad del fármaco.• Deficiencia del ergosterol en la cepa ello por una

desventaja evolutiva.

1.2)Azoles:– A) Aumento de la expresión de la bomba de

expulsión activa • Relacionado con la disminución de las concentraciones del fármaco

por la activación de bombas de expulsión activa.• Mutación del gen ERG11 que afecta la diana de los azoles constituye

el segundo mecanismo mas frecuente

•B) Modificación de la diana de los azoles– Otros de los mecanismos de resistencia a los azoles es la

transformación de la enzima 14- -esterol desmetilasa importe αpara síntesis del ergosterol. Debido a esta situación se han visto mutaciones puntuales en los genes CYP51A y CYP51B el cual imposibilitan la función mencionada.

• C) Aumento del número de copias de la diana de los azoles (14 esterol desmetilasa)α– El aumento en la expresión del gen CYP51 en hongos

filamentosos puede originar resistencia a los azoles, a nivel de levaduras la expresión del gen ERG11.

– Esto posibilita resistencia debido a la hiper-expresión de la sintesis del ergosterol.

• Mecanismos de resistencia de los hongos frente a los azoles.

2.-Mecanismos de resistencia de los hongos levaduriformes– Los mecanismos de resistencia a estos tipos de hongos se

observa principalmente en pacientes con inmunosupresión (pacientes con HIV) o pacientes que toman fármacos inmunosupresores (transplantados)

– La mayoría de las levaduras corresponden a hongos del género candida aunque también se a podido identificar hongos del género cryptococcus según Dominique sanglard (2002).

• Paciente trasplantados y con inmunosupresión son los principales en caer en infecciones por levaduras.

2.1)Polienos:– Existen especies el cual presentan resistencia intrínseca

como C. lusitaniae y otros géneros como el de los Trichosporon.

– la principal causa de resistencia es la transformaciones de los lípidos de membrana o presentar otros tipos de esteroles como el 3 -ergosta-7,22 dienol y el 3 -ergosta-β β8 dienol.

– Este tipo de resistencia se esta observando en levaduras del género Candida albicans.

2.2)5`-Fluorocitocina (5-FC):– Se a observado que la resistencia a 5`-Fluorocitocina

es de tipo intrínseca o adquirida– El principal mecanismo de resistencia se centra en la

carencia de las enzimas implicadas en la transformación de la 5`-Fluorocitocina a 5-fluorouracilo.

2.3)Azoles:–La resistencia a esto fármacos se dividen en 3

principalmente:A) Resistencia por alteraciones en el transporte del fármaco

*Presencia de casetes de transporte que imposibilitan la acumulación del fármaco.

*Se a demostrado que en las cepas resistentes hay una sola expresión del gen CDR1 de los transportadores ABC y del gen BEN (MDR1) de los facilitadores principales.

*Candida albicans y ya hoy en día en cepas como Candida dubliniensis y Candida glabrata.

• *En Candida albicans existen múltiples bombas de expulsión y entre las que se a podido clonar tenemos al CDR2 y transportadores ABC.•Los sustratos potenciales para los transportadores CDR1 y CDR2 tenemos fluconazol, itraconazol, ravuconazol y otros como la terbinafina y la amorolfina.

B) Resistencia a los antifúngicos azólicos relacionados con la alteración de las dianas celulares

*La alteración de afinidad de los derivados azólicos para el erg11p (mutación del gen ERG 11). *Observado en cepas de Candida albicans y Cryptococcus neoformans.

C) Mecanismos de resistencia a los azoles relacionados con alteraciones en la vía de la biosíntesis del ergosterol

*Se observo una acumulación de ergosta –7,22–dienol - 3 – βol. Característica compatible con la ausencia de esterol desaturasa codificada por la ERG3.

PRUEBAS DE SENSIBILIDADSe debe solicitar un estudio de sensibilidad a los ATF en las siguientes situaciones:•Fracaso terapéutico.•Enfermos que han recibido profilaxis previa, porque se pueden seleccionar poblaciones más resistentes.•En caso de aislar una especie poco frecuente, con sensibilidad in vitro desconocida (por ej, cuando aparece una Candida poco común, que no se puede identificar con facilidad en el laboratorio).

MÉTODOS COMERCIALES DE DIFUSIÓN EN AGAR

• Tabletas de ATF (Neosensitab)

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• • Etest (Biomèrieux)

• Etest (Biomèrieux)

CONCLUSIONES1.- El desarrollo de resistencia de los hongos filamentosos a los

antifúngicos es la consecuencia lógica e inevitable del uso de los mismos para tratar las micosis invasoras, aunque la frecuencia y la relevancia clínica de esta observación se desconoce.

2.- Se observa que el principal componente de membrana de los hongos el ergosterol diana principal de muchos antifúngicos sufre variaciones de estructura, concentración y biosíntesis trayendo consigo la adquisición de resistencia adquirida de parte de los hongos tanto levaduriformes como filamentosos.

CONCLUSIONES3.- Los azoles unos de los fármacos mas utilizados en el tratamiento

de micosis invasiva es a la vez unos de los fármacos en las cuales se a descrito muchos casos de resistencia adquirida o secundaria por el uso indebido y empírico de los mismos, principalmente al fluconazol.

4.- Existen numerosa enzimas necesarias para la síntesis del ergosterol entre ellas la 14 - – desmetilasa que sufren αvariaciones de estructura y por tanto de funcionabilidad trayendo consigo una disminución de la síntesis del ergosterol y resistencia a antifúngicos que actúan a nivel de membrana.

BIBLIOGRAFIA

•   http://external.elsevier.es/espacioformacion/eimc/temas/m2t7.pdf

http://www.fbioyf.unr.edu.ar/evirtual/pluginfile.php/103627/mod_resource/content/1/Estructura%20y%20actividad%20de%20los%20antifungicos.pdf

http://www.mednet.cl/link.cgi/Medwave/PuestaDia/Cursos/3549

http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0716-2012000300020&script=sci_arttext

http://zl.elsevier.es/es/revista/enfermedades-infecciosas-microbiologia-clinica-28/importancia-clinica-los-mecanismos-resistencia-los-hongos-13039662-formacion-medica-continuada-2002

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