Mecanismos de resistencia
Fármaco-resistencia constitutiva:
La resistencia inherente a los medicamentos de Mycobacterium tuberculosis se pueden clasificar en resistencia pasiva y mecanismos de resistencia especializado.
Permeabilidad reducida de la pared celular micobacteriana
La pared celular del género Mycobacterium es gruesa e hidrofóbica
gracias a la presencia de una amplia gama de lípidos entre los cuales se
encuentran los ácidos micólicos. Gracias a la composición de la
envoltura y el bajo número de porinas existe una significativa baja en
la permeabilidad de los compuestos de la envoltura celular. La
naturaleza rica en lípidos de la pared celular de Mycobacterium la
vuelve extremadamente hidrofóbica y previene la permeación de compuestos
farmacológicos hidrofílicos. Por lo tanto, los diminutos compuestos
hidrofílicos de fármacos, incluidos los fármacos activos contra
Mycobacterium tuberculosis, sólo pueden atravesar la pared celular a través de
canales porinas. Por otro lado el estudio del papel de las porinas aún
está en desarrollo pero se tiene conocimiento que la proteína CpnT en el
canal de la membrana externa mediaría la susceptibilidad a
antibióticos.
Modificación y degradación enzimática de medicamentos
Después de penetrar la pared celular de la micobacteria, los antibióticos pueden escindirse enzimáticamente para hacerlos ineficaces en sus funciones. Además de la escisión del fármaco, los antibióticos pueden inactivarse mediante modificación (metilación o acetilación). Uno de los mecanismos cruciales en Mycobacterium tuberculosis para la inactivación de fármacos por modificación química/enzimática es la acetilación de aminoglucósidos por la proteína de supervivencia intracelular mejorada (Eis), la cual confiere resistencia de bajo nivel contra kanamicina A pero no contra la amikacina. La resistencia intrínseca de MTB a los macrólidos y lincosamidas, se debe al gen erm37, el cual codifica una metiltransferasa ARNr. La resistencia que se generaría a la capreomicina y la la viomicina se produciría por una metilación en el ARNr debido a mutaciones en el gen tlyA, el cual codifica para una metiltransferasa (2'- O-metiltransferasa). En cuanto a la degradación enzimática de antibióticos se ha estudiado principalmente a los β-lactámicos, en Mycobacterium tuberculosis la betalactamasa más importante es la la BlaC que tiene actividad contra carbapenemicos.
Bombas de eflujo como mecanismo de resistencia a medicamentos anti-TB
Las bombas de eflujo son proteínas transportadoras localizadas en la membrana citoplasmática y son constituyentes esenciales de la fisiología bacteriana, estos sistemas de eflujo bacterianos tendrían el papel de proteger a la célula de sustancias tóxicas que ingresen como antibióticos por ejemplo al expulsarlos al medio extracelular luego de que hayan ingresado reduciendo de esta forma la concentración intracelular de los antibióticos a niveles sub inhibitorios . El mecanismo de salida del fármaco podría explicar por qué alrededor del 30 % de los resistentes a la isoniazida , el 3 % de los resistentes a la rifampicina y el 15-58% de aquellos resistentes a fluoroquinolonas que no presentan alteraciones genéticas asociadas con dicha fármaco-resistencia.
Dentro de los sistemas de salida de antibióticos se encuentran las bombas de eflujo primarias pertenecientes la familia de casete de unión a ATP (ABC) y utilizan la energía libre de la hidrólisis de ATP. Dentro de los transportadores secundarios encontramos a los que se caracterizan por utilizar el gradiente de protones o iones como fuente de energía y se dividen en 4 familias: Superfamilia de Máximo Facilitador (MFS), Familia Multi-fármaco Resistencia Pequeña (SMR), Resistencia a División por Nodulación (RND) y Familia de Expulsión de Compuestos Tóxicos y multi-fármacos (MATE).
Fármaco-resistencia adquirida:
La
resistencia adquirida a fármacos en microorganismos se facilita por la
transferencia horizontal de distintos elementos genéticos móviles como
plásmidos, transposones, integrones o fagos. Sin embargo en el caso de Mycobacterium tuberculosis,
no han habido informes de adquisición de genes a través de estos
mecanismos. Por otro lado, la resistencia a antibióticos se produce
principalmente por mutaciones cromosomales codificantes de dianas
farmacológicas, enzimas activadoras o reguladores.
Alteración de la diana del fármaco
Al producirse cambios en los sitios de interacción fármaco-diana y las fracciones diana del fármaco se puede anular o reducir por completo la unión del fármaco a los sitios de interacción fármaco-diana. Se observa con frecuencia que las sustituciones de nucleótidos en el operón que codifica el ARN ribosómico confieren resistencia al fármaco. Las mutaciones en la ARN polimerasa dependiente de ADN, correspondientes a la región de determinación resistente a rifampicina (81 pb) de rpoB, generan resistencia al fármaco rifampicina.
Derogación de la activación del profármaco
Los
fármacos antituberculosos en su mayoría son profármacos, es decir, son
especies sin actividad farmacológica que son metabolizadas a su forma
activa mediante un proceso químico o enzimático, se produce una
anulación de los mecanismos de activación de estos fármacos conduciendo a
la resistencia, como ejemplos tenemos a los fármacos pirazinamida,
la isoniazida, el ácido paraaminosalicílico, la etionamida, la
delamanida y la pretomanida. Se han detectado mutaciones en el gen pncA
que codifica la enzima que metaboliza la pirazinamida a su forma activa,
el ácido pirazinoico. También se ha visto mutaciones en el gen katG que
codifica a una catalasa/peroxidasa que activa a isoniazida. La mutación
puntual en el codón S315T en katG confiere resistencia a antibióticos
de alto nivel.
Sobreexpresión de dianas farmacológicas
Si la bacteria sobreexpresa el gen diana del fármaco en cuestión, es posible superar la inhibición del fármaco debido a una sobreabundancia de la diana. Esto puede producirse por mutaciones en los represores transcripcionales o en los promotores objetivo de los fármacos causando esta sobre expresión entre ellos encontramos al etambutol, la isoniazida y la cicloserina. Este tipo de resistencia se puede superar aumentando las dosis del fármaco, sin embargo, muchas veces hay pocas posibilidades de realizar esto debido a los efectos adversos que provocan estos fármacos.
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