Скрининг новых антибиотикорезистентных штаммов лактобацилл.

-
...

Содержание
1)Понятие об АБ (антибиотик). Механизмы АБ-резистентности у бактерий (особенно у лактобацилл). 3
2)Методы определения чувствительности микроорганизмов к АБ 15
Список литературы 21

-

Они связывают антибиотик и лишают его возможности поразить настоящие мишени. Обычно в качестве ложных целей выступают ферменты (рис. 1).Pис. 1. Основные механизмы резистентности к антибактериальным препаратам у бактерийУстойчивость к антибиотикам, обусловленная плазмидами, преимущественно обеспечивается ферментами, модифицирующими антибиотики. Устойчивость к сульфаниламидам и триметоприму [3] вызвана тем, что плазмиды детерминируют дублирующие ферменты биосинтеза витаминов, нечувствительные к этим лекарственным препаратам. Но и для других механизмов резистентности показана возможность ее передачи посредством мобильных генетических элементов. Даже структурные изменения мишеней для антибиотиков могут быть вызваны вставочной активностью транспозонов. В обобщенном виде механизмы действия антибактериальных препаратов и механизмы резистентности к ним у бактерий приведены в табл. 1.Таблица 1. Механизмы действия антибактериальных препаратов и резистентности к ним у бактерийГруппа антибактериальных препаратовПрепараты группыМеханизм действияМеханизмы резистентностиАминогликозидыСтрептомицин, гентамицин, тобрамицин, амикацинИнгибируют синтез белка путем связывания с частью субъединицы 30S бактериальной рибосомы Большинство из них обладают бактерицидным действием (например, вызывают гибель бактериальных клеток)Модифицирующие ферменты (ацетилирование, аденилирование, фосфорилирование). Пониженная проницаемость или зависимое от энергии поглощение. Пониженное связывание антибиотика рибосомамиБацитрацин Ингибирует продуцирование клеточной оболочки путем блокирования этапа в процессе (рециклинг носителя мембранного липида), необходимого для добавления новых субъединиц клеточной оболочки.Пониженная проницаемостьБета-лактамные антибиотикиПенициллины: ампициллин, амоксициллин, тикарциллин. Цефалоспорины: цефтриаксон, цефокситин, цефалексин, цефтазидим. Монобактамы: азтреонам Карбепенемы: имипенем, меропенемИнгибируют образование бактериальной клеточной оболочки путем блокирования перекрестного связывания структуры клеточной оболочки в пенициллин-связывающих белках (пептидогликановые синтетические ферменты)Измененная мишень (пенициллин-связывающий белок). Пониженная проницаемость бета-лактамаз, модификация бета-лактамазХлорамфеникол Блокирует перенос аминокислот в пептидные цепи в субъединице 50S бактериальной рибосомы; ингибирует синтез белкаПониженная проницаемость. Активный отток. Инактивирующий фермент (ацетилирование)ГликопептидыВанкомицинПрепятствует развитию клеточной оболочки путем блокирования прикрепления новых субъединиц клеточной оболочки (мурамил-пентапептиды)Измененный сайт связывания предшественника пептидогликанаЛинкосамидыКлиндамицин, линкомицинБлокируют перенос аминокислот в пептидную цепь в субъединице 50S бактериальной рибосомы; ингибирует синтез белкаПониженное связывание рибосом (метилирование рибосомальной РНК). Пониженная проницаемость. Модифицирующие ферментыМакролидыЭритромицин, кларитромицин, азитромицинИнгибируют транслокацию субъединицы 50S бактериальной рибосомы на иРНК; ингибируют белокПониженная проницаемость. Модифицирующие ферменты. Слабое связывание с рибосомами (метилирование рибосомальной РНК)Метронидазол Разрушает структуру нуклеиновой кислотыИзменение механизмов активации препаратаОксазолидононыЛинезолид, эперезолидИнгибируют синтез белка в 23S рРНК субъединицы 50S бактериальной рибосомыИзмененная мишеньХинолоныЦипрофлоксацин, левофлоксацин, офлоксацин, норфлоксацин, налидиксовая кислота, спарфлоксацинБлокируют синтез ДНК ДНК-гиразой, топоизомеразой внутривенноИзменение мишени (ДНК-гираза, топоизомераза внутривенно). Пониженная проницаемость. Активный оттокРифампицин Ингибирует синтез РНК ДНК-зависимой РНК-полимеразой и таким образом синтез белкаСлабое связывание с РНК-полимеразойСульфаниламидыСульфаметоксазол, сульфацетамид, сульфадоксинКонкурентное ингибирование синтеза дигидрофолата из р-аминобензойной кислоты в дигидроптероат-синтетазеИзмененная дигидроптероат-синтетаза. Повышенный уровень р-аминобензойной кислоты. Пониженная проницаемостьСтрептограминыХинупристин/ далфопристинБлокируют вытеснение вновь синтезированных пептидных цепей из субъединицы 50S бактериальной рибосомыСлабое связывание с рибосомой (метилирование рибосомальной РНК). Пониженная проницаемость. Модифицирующие ферментыТетрациклиныТетрациклин, окситетрациклин, доксициклин, миноциклинИнгибируют связывание переносимой РНК на субъединице 30S бактериальной рибосомы; ингибируют синтез белкаДетоксикация препарата. Барьеры проницаемости. Активный отток. Измененная мишень (рибосома)Триметоприм Ингибирует восстановление дигидрофолата до тетрагидрофолиевой кислоты в дигидрофолат-редуктазеИзмененная дигидрофолат-редуктаза. Повышенный уровень р-аминобензойной кислоты. Пониженная проницаемостьРезистентность к пенициллинам и цефалоспоринам. В ее основе лежит разрушение пенициллинов обширной группой ферментов, называемых пенициллиназами или бета–лактамазами. Эти ферменты разрывают бета–лактамные связи в молекулах пенициллинов, приводя к образованию неактивных производных (рис. 2).Рис. 2. Инактивация пенициллинов и цефалоспоринов бета-лактамазойВ обоих случаях бета-лактамная связь разрушается с помощью гидролитического механизма, но если образующаяся при этом пенициллоиновая кислота относительно стабильна, то соответствующий продукт гидролиза цефалоспоринов чрезвычайно нестабилен и распадается с образованием сложной смеси соединений. Наиболее распространенными среди бета-лактамаз являются бета-лактамазы TEM-1 и TEM-2, что связывают с локализацией их генов на транспозонах, переносимых между бактериями плазмидами. У грамположительных и грамотрицательных бактерий резистентность к пенициллинам (бета-лактамам) осуществляется преимущественно через детоксикацию антибиотика. У хорошо изученной грамположительной бактерии S. аureus основная часть синтезируемой бета-лактамазы уходит в окружающую среду и там разрушает бета-лактамные молекулы (рис. 3).Рис. 3. Механизм развития плазмид-специфической резистентности к бета-лактамным антибиотикам у грамположительных бактерийФундаментальной причиной, способствующей закреплению в ходе эволюции за грамположительными бактериями устойчивости данного типа к антибиотикам, является отсутствие в их клеточной стенке периплазматического пространства. Уровень антибиотикорезистентности грамположительных микроорганизмов зависит от специфичности фермента и того его количества, которое он может позволить себе экспрессировать. Бета-лактамазы таких бактерий, как правило, имеют высокий аффинитет к бета-лактамным антибиотикам [8].У грамотрицательных микроорганизмов деструкция бета-лактамных антибиотиков осуществляется в периплазматическом пространстве. Поэтому их уровень резистентности зависит от скорости, с которой бета-лактамазы проникают в периплазматическое пространство и скорости осуществляемого ферментами гидролиза. Такие бактерии обычно синтезируют меньшее количество фермента. Кроме того, он имеет меньшую субстратную специфичность (аффинитет), чем у грамположительных бактерий [8].Большинство патогенных видов бактерий, встречающихся в стационарах, чувствительно, по меньшей мере, к одному классу бета-лактамовых антибиотиков [10].Менее распространенной причиной резистентности бактерий к пенициллинам и цефалоспоринам могут быть мутации в генах пенициллинсвязывающих белков. Они приводят к пониженной аффинности этих белков к бета-лактамовым антибиотикам. Реже резистентность к таким антибиотикам вызывается их пониженным поглощением клеткой из-за изменений в ее оболочке или активного «откачивания» из бактериальной клетки проникшего антибиотика [10].Резистентность к аминогликозидам. Плазмидная резистентность к аминогликозидным антибиотикам (гентамицин, стрептомицин и др.) связана либо с их энзимной модификацией, либо с нарушением проницаемости клеточной стенки бактерии для этих антибиотиков при отсутствии видимых признаков их энзимной модификации. Существует более 50 ферментов, способных к N-ацетилированию, О-фосфорилированию или О-нуклеотидилированию различных аминогликозидных антибиотиков [4,10].Резистентность к тетрациклину. Тетрациклины проникают в бактериальные клетки путем пассивной диффузии. Тетрациклин действует путем связывания с 30S рибосомальной субъединицей, приводя к ингибированию синтеза белка. Гены, определяющие устойчивость к тетрациклину (tet) грамотрицательных бактерий часто обнаруживаются в транспозоне Tn10, передаваемом между ними крупными конъюгативными плазмидами. У грамположительных микроорганизмов резистентность к тетрациклину обычно ассоциируется с плазмидами с молекулярной массой 2,7 и 2,8 МДа (например, у стафилококков). Плазмидная резистентность к тетрациклину связана с уменьшением его аккумуляции клеткой, обратным транспортом (у грамотрицательных — гены tetA–tetE, tetG и tetH; у грамположительных — гены tetK и tetL), внутриклеточной инактивацией (tetX) и защитой рибосом-мишеней (tetM или tetQ) [8,10].Но большинство генов tet кодируют один из двух механизмов резистентности к тетрациклинам: либо отток антибиотика, либо рибосомную защиту. Рибосомная защита включает синтез белка, подобный фактору элонгации G. Он взаимодействует с рибосомой, не препятствуя синтезу белка, но и не давая тетрациклину ингибировать этот синтез. У некоторых видов бактерий обнаружено окислительное разрушение тетрациклина. Тем не менее детоксикационная инактивация антибиотика в природе не играет важную роль [10].Резистентность к фторхинолонам.Фторхинолоновые антибактериальные препараты обнаруживают антибактериальное действие путем ингибирования некоторых бактериальных топоизомераз, а именно, ДНК-гиразы (бактериальная топоизомераза II) и топоизомеразы IV. Эти важные бактериальные ферменты изменяют топологию двунитевой ДНК (днДНК) в клетке. Механизмы бактериальной резистентности к фторхинолонам делятся на две основные категории: изменения в ферментах-мишенях для препарата и изменения, которые ограничивают проникновение препарата в мишень. 2)Методы определения чувствительности микроорганизмов к АБ.Перечислить и коротко описать суть всех методов тестирования АБ-резистентности бактерий.