14 de mayoTranscribe: Ricardo Sancho

Karla Bedoya

Antibióticos Inhibidores de la Síntesis de Ácido Fólico

Seguimos con el tema de Trimetoprim, Sulfametoxazol y la combinación de ambas. Las sulfonamidas son metabolitos del PABA, tiene una estructura análoga, pero no es la misma. Las sulfas en general tienen un anillo aromático que es más electropositivo que el PABA, que es un metabolito normal de la dihidropteroato sintetasa. Esto hace que sea más afín a esta encima que el mismo PABA. Hay problemas puesto que las sulfas también podrían inhibir enzimas similares a la dihidropteroato sintetasa en los mamíferos causando producir efectos secundarios. Habíamos dicho que las sulfas NO son antibióticos, aunque se descubrieron como tales. La combinación que si funciona es aquella con Trimetoprim donde se potencia la actividad de ambos. También tienen otras funciones, por ejemplo la Mesalamina que es el primer compuesto que se encontró en el

árbol P. rubrum el cual en el intestino sufre una reducción en ☼ para obtener ácido-5-aminosalicílico y sulfapiridina. Este ácido tiene uso en colitis ulcerativa y en enfermedad de Crohn como antiinflamatorio y analgésico, es una prodroga. Este es otro uso de una penicilina.

Otros derivados de sulfas que encontramos son las que tienen actividad antimicrobiana como la sulfadiazina de plata que además se utiliza como agente inductor del crecimiento de la piel en quemaduras. La sulfacetamida

sodica que tiene la misma utilidad, en infecciones de piel. De importancia es el sulfametoxazol que se utiliza con trimetoprim sobretodo en infecciones ¿gastricas?. Hay otros como los diuréticos de la anhidrasa carbónica como la acetazolamida. Hay probabilidades de reacciones alérgicas cruzadas en personas alérgicas al sulfametoxazol y que estén tomando este diurético. También estan los diuréticos de asa como la bumetamida y la furosemida. Sería un buen ejercicio buscar las estructuras de estos fármacos y darnos cuenta que realmente son sulfas…aja… Hipoglicemienates orales como la clorpropamida, la glimeprida y el gliburide cc. glibenclamida. Por último otros como el celecoxib y la sulfasalazina. Es posible la aparición de hipersensibilidad cruzada entre todos estos agentes, cosa que es importante tomar en cuenta en la atención primaria, por ejemplo si un paciente es alérgico el celecoxib hay que tener cuidado si se fuera a tratar con sulfametoxazol o alguna otra sulfa. Además cabe destacar que es más común la alergia a beta-lactámicos pero ésta es un poco más severa.

Ahora tenemos la pareja del sulfametoxazol que es el trimetoprim. Acordémonos que

☼

este compuesto actúa sobre la dihidrofolato reductasa. Dicha enzima lo que hace es reducir un enlace nitrógeno carbono sp2-sp2 (o sea un doble enlace) a un enlace nitrógeno carbono sp3-sp3, obteniéndose el ácido tetrahidrofólico. El TMP es un inhibidor directo de esta enzima.

Por si solo el TMP es bacterioestático, o sea que no tiene capacidad antibiótica como tal.La enzima bacteriana tiene diferencias amplias con respecto a la enzima de los mamíferos. Es inhibida por concentraciones 40000 veces menores que la necesaria para inhibir esta misma enzima en ratones, esto justifica la selectividad de TMP y su toxicidad reducida con respecto a los humanos. Esta información también justifica su uso aunque no posea características antibióticas.

Como agente individual en el tratamiento oral de infecciones del tracto urinario no complicadas causadas por bacterias sensibles como E. coli y otras G-. Tiene un espectro similar a las sulfonamidas pero es usualmente entre 20-100 veces más potente que el sulfametoxazol. La mayoría de bacterias G+ y las G- ya son sensibles. Esto sucede a nivel del sitio activo de la enzima, ya que éste puede mutar o cambiar de forma que la afinidad del TMP por el sitio activo se ve disminuido y no logra ejercer su efecto. Se favorece la unión del metabolito normal (ácido tetrahidrofólico sin reducir cc. ácido desoxitetrahidrofólico) sobre la unión del TMP. Esas son las bacterias que son resistentes y les dije que la resistencia sobre todo es una resistencia adquirida que se pasa de cepa en cepa sobre todo la Pseudomona aeruginosa, Bacteroides fragilis, enterococos y algunas enterobacterias del género Enterobacteriaceae.

La aplicación terapéutica del Trimetroprim por si solo es extraña, es raro verlo solito, lo común es usarlo en combinación (1:5) con el sulfametoxazol, esta combinación se conoce como Cotrimoxazol; la combinación se refiere a 1 de Trimetoprim y 5 de sulfa.Esa combinación se da porque las sulfas son menos potentes que el Trimetoprim.

Se ha visto que esta combinación 1:5 explica la sinergia en vivo, por si solas su actividad bacteriana no es tan buena o no son tan potentes como cuando se usan juntas; y también la inducción de la resistencia bacteriana de ellas juntas es menor que cuando están por separado o sea que se induce más resistencia bacteriana cuando se usan los dos productos por aparte, cuando están juntos no porque está bloqueando una ruta metabólica en dos puntos diferentes, una más arriba que la otra. Sulfas sobre la Dihidropteroato sintetasa antimetabolito de PABA, y el Trimetoprim sobre la Dihidrofolato reductasa, en donde el Trimetoprim (TMP) es un inhibidor selectivo de esa enzima.

Todas importantes en la síntesis de bases puricas o pirimidicas? Puricas (Vuelven a preguntar lo de la combinación 1:5 y el Dr no termina la idea).

Este es un esquema del mecanismo que explica donde es que trabajan las sulfas (sobre que enzima), y donde es que trabaja el TMP, no quiere decir que no hay resistencia puede haber resistencia, y aunque no es común que mute a resistencia en las dos enzimas durante el tratamiento por el asunto de que son sinérgicas, si puede haber una resistencia inducida de grupos bacterianos, haciendo cambios conformacionales entre las enzimas. Para la Dihidropteroato sintetasa puede pasar que sea mas afín ….. a las sulfas que al PABA, por que usualmente por las características estructurales del PABA

y de las sulfas, una sulfa es más afin al sitio activo de la Dihidropteroato sintetasa que el PABA, se pega más porque tiene un anillo aromático cargado ligaramente más electropositivo que la otra, pero puede cambiar el sitio activo y la afinidad de esa enzima por el PABA hacerse más afín al PABA.En la otra lo que les decía verdad, cambia el sitio conformacional donde actúa el TMP, y al cambiar ese sitio conformacional cambia la afinidad; pero eso es muy poco probable que pase por que son muy potentes ambos, esta combinación aún se sigue utilizando sobre todo para infecciones urinarias.

Este es el espectro en que trabaja la combinación, no le voy a pedir que se sepan el espectro de ambas solitas, pero si que conozcan el espectro de la combinación 1:5. El espectro es:

Chlamidya diptheriae Neisseria meningitidis La mayoría de Streptoccus pneumoniae De un 50-95% de estas cepas: Staph.aureus, S.epidermidis, S.pyogenes,

S.viridians, E.coli, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Proteus rettgeri, especies de Entercobacter, Salmonella, Shigella, Pseudomona pseudomallei y especies de Alcaligenes.

Kleibsella sp, Brucella abortus, Pasteurella haemolytica, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia enterocolitica y Nocardia asteroides

Trimetoprim-sulfa es lo más fácil de producir a nivel industrial, entonces países de tercer mundo como África y los nuestros lo producen (CR lo produce), entonces la necesidad de buscar antibacterianos buenos y baratos, digamos que el Trimetoprim-sulfa (TMP-SX) lo cumple porque es bueno es barato, se puede producir acá

localmente, por ello es importante saberse el espectro de aplicación por que va a ser un antibiótico de mucho uso.

Aplicación terapeútica importante del TMP-SX:

Tratamiento oral de las infecciones del tracto urinario Shigelosis Otitis media Diarrea del viajero MRSA (Staph.aureus meticilino resistentes), aunque no es tan buena la

combinación de TMP-SX respecto a las Penicilinas, son más buenas las penicilinas mientras no sea meticilina que ya es una pencilina.

Legionella Bronquitis

Sobre todo infecciones del tracto urinario, shigelosis y la diarrea del viajero (gente que viene a CR y no soporta la riqueza bacteriana del agua, entonces les da diarrea, pero el TMP-SX funciona muy bien en tratamientos cortos de unos 6 días, y como usualmente son europeos y estadounidenses están acostumbrados a usar esa combinación antibiótica).

Otros usos:

Neumonía causada por el protozoario Pneumocystis carinii sobre todo en pacientes que tienen SIDA, se usa en forma inyectable y es casi exclusiva para este diagnóstico.

Profilaxis en pacientes HIV positivos con neutropenia.

El asunto de la resistencia es muy posible cuando se usan en pacientes inmunocomprometidos, porque se ha visto que la resistencia a TMP-SX es más alta y más rápida.

Los efectos adversos más frecuentes son los mismos, sobre todo por las sulfas:

- Rash- Nausea- Vómito

Los menos frecuentes:

- Glositis y estomatis- Discracias sanguíneas (Megaloblastocis, trombocitopenia, neutropenia), que se

explica sobre todo por la actividad que tienen las sulfas sobre la dihidropteroato sintetasa

- Colitis pseudomembranosa causada por bacteria anaerobia no sensibles y oportunistas de la flora intestinal como Clostridium difficile.

- Hay que monitorear cuidadosamente la diarrea en el tratamiento de antibióticos de amplio espectro.

- Pacientes con SIDA frecuentemente reaccionan adversamente, incluyendo rash, neutropenia, Síndrome de Steven Johnson, para esto hay protocolos. De hecho

cuando uno va a tratar un paciente que tiene HIV y que tiene Pneumocystis carinii o se le va a tratar una infección genitourinari existen protocolos de administración de TMP-SX en estos pacientes, puesto que se sabe que reaccionan violentamente.

En el asunto de química medicinal lo más importante del TMP-SX es:

1. Donde van actuar? Uno va a ser antimetabolito del PABA, y el otro es un inhibidor irreversible de la dihidrofolato reductasa,

2. Además debemos conocer las estructuras de ambos y saber como la estructura de las sulfas está relacionada a los efectos adversos de discracia sanguínea de las sulfas por si solitas y de las sulfas en combinación con TMP? Las discracias sanguíneas son por que como las sulfas van a trabajar sobre la dihidropteroato sintetasa, también van actuar en el organismo humano pero con menos potencia que sobre la bacteriana, y en la humana va afectar la síntesis de bases puricas que tiene que ver con el crecimiento celular.

3. Conocer porque es la combinación 1:5 mejor? En este caso es porque el TMP es más potente que la sulfa por eso hay menos TMP que sulfa.

4. Acordarse de la reacción alérgica cruzada que puede haber entre las sulfas antimicrobianas y las otras sulfas como el Celecoxib

Preguntas:¿Qués es discracia sanguínea? Esta es una palabra que se usa para hablar sobre desordenes sanguíneos.¿Cómo se explica la actividad del TMP? La actividad del TMP se explica porque es 4000 veces más afin a la dihidrofolato reductasa bacteriana que a la dihidrofolato reductasa humana.

Si a ustedes les interesa el tema de las sulfas pueden buscar artículos en el Journal de química medicinal, donde la gente se dedica solamente a caracterizar a la dihidrofolato reductasa de bacterias de los humanos y comparar el sitio activo una de otra y explicar que aminoácido hay y cual enzima en este sitio activo que hace que sea más afín uno que el otro.Recuerden que decir antimetabolito o falso metabolito es sinónimo.

Aminoglicósidos

Vamos a entrar a otro grupo de antibióticos cuyas estructuras son 6 veces más grandes que las penicilinas y que el TMP-SX, estos son los famoso aminoglicósidos.

Los aminoglicósidos la misma palabra lo dice son azúcares con amino, así de sencillo, azúcares con amino que se encontraron en plantas que tienen una actividad antibiótica muy interesante.

Para ubicarlos en el tiempo y en el espacio otra vez, ya vimos:- Síntesis de pared celular que es afectada por betalactámicos, - Membrana citoplasmática no la hemos visto- Síntesis de proteínas que es afectada por macrólidos y aminoglicósidos.- Metabolismo de ácidos nucleicos las quinolonas.

- Síntesis de ácido fólico donde actúa el TMP-SX.

Antes de empezar a hablar, ubiquémonos en una bacteria que está produciendo proteínas, ustedes tienen que acordarse en general como es que se sintetizan las proteínas. El ADN se abre por un grupo enzimático cualquiera, se empiezan a pegar hebras complementarias de ARN, que después es el que se va a convertir en ARN mensajero, el ARN mensajero sale del núcleo se encuentra con estructuras interesantes que son los ribosomas, los ribosomas a su vez van a tener un ARN ribosomal, ese ARN se acopla con los ribosomas en otro complejo proteico, la subunidad grandota del ribosoma que se pega a una pequeña, se forma un complejo y empieza a pasar la hebra de ARN mensajero; en la subunidad grande del ribosoma se empiezan a sintetizar y empiezan a traerse los aminoácidos que van a formar esta proteína, el que trae los aminoácidos se llama el ARN transportador (ARN de transferencia), casi que en todos los eucariotas pasa igual la síntesis, en algunas bacterias y eucariotas pasa muy parecido. Nosotros tenemos ribosomas que sintetizan esto, entonces vemos que pasa uno de ADN a ARN de ARN a aminoácidos y después proteínas.

Todo el mundo necesita tener proteínas, en un seminario que fue el Dr. se dijo que la concentración de proteínas en una célula equivale al área corporal de un ser humano, es un montón de proteínas lo que hay en un ser humano, por tanto nosotros somos proteína, osea la proteína es importante sintetizarla también para las bacterias ahí surge la pregunta ¿ Cómo se da una inhibición selectiva de esta síntesis de proteínas? Para el caso de lo que vamos a ver a nivel ribosomal, si el asunto es parecido todos tenemos ribosomas tanto bacterias como seres humanos como hago para que sea selectivo el asunto.

En el ribosoma 70 S de la E.coli, acuérdense que el ribosoma humano se divide en 2 subunidades S, el ribosoma 70S en E.coli tiene 55 proteínas estructurales y funcionales, mientras que en las eucariotas hay proteínas diferentes en el ribosoma 80S, y estas diferencias en las enzimas que hay en cada uno de los ribosomas es lo que da la inhibición selectiva. Esos aminoglicósidos se van a ir a pegar en los ribosmas bacterianos en sitios específicos, en aminoácidos específicos de proteínas polipas para este ribosoma bacteriano, es de ahí donde viene la selectividad bacteriana, la producción de proteínas es casi tan importante como respirar.

Por eso es que va a surgir siempre esa cuestión, si las bacterias y nosotros hacemos proteínas, como voy a inhibir la producción de proteínas en bacterias, esa inhibición selectiva que se da con aminoglicósidos y con otros hace que sea tan específica la actividad de ellos. ¿Qué pasa con la síntesis de proteínas cuando yo la detengo?, bueno se interfiere con la reproducción y el crecimiento celular de la bacteria, es como si le tapara la nariz a una persona y se pusiera azul hasta que se muriera.

Dependiendo de las dosis clínicas el efecto puede ser bacteriostático o bactericida.

Entonces aminoglícosidos y aminociclitoles tiene como farmacóforo un anillo aminociclitol, específicamente 1,3 diamino inositol, que es la siguiente estructura:

Farmacóforo es todo

Vean que es la estructura de un azúcar corriente solamente que se encuentra aminada en dos posiciones (1,3), la mayoría de las funciones alcohólicas, osea, los 4 OH ahí presentes, están sustituodos con enlaces glicosídicos con aminoazúzares característicos; y cuando están pegados a esos otros aminoazúcares se llaman “pseudosacáridos”

Nota: existe un error en la estructura debe de aparecer un oxígeno en la posición 2.

Lo más importante de lo anterior es saber cuál es el farmacóforo de los aminoglicósidos y después saber que van a estar sustituidos por otros aminoazúcares en las posiciones donde están los OH, formando enlaces glicosídicos.

Este esquema o síntesis va a explicar cómo es que el hongo Streptomyces sp, y algunos Bacilos y algunos plantas sintetizan algunos aminoazúcares (no es específico para cada uno es igual para los tres). Los aminoazúcares yo voy a encontrarlos solamente en la naturaleza, algunos los puedo hacer en un laboratorio pero solo cuando yo ya tengo azúcares aislados. Pero los aminoazúcares que producen los aminoglicósidos son naturales, y este es el mecanismo por el cual se realiza la síntesis

Nota: El Dr dice que las anotaciones que se encuentran dentro de la síntesis no son de él, y se encuentran incorrectas.

La D-glucosa que es la glucosa común y silvestre que conocemos, se llama D por que tiene el OH en el carbono 5 hacia la derecha; se convierte en D-Fructosa, ya no va a ser una cetohexosa sino se convierte en una aldohexosa. Después se da una transaminación donde el carbonilo se convierte en un NH2, y por tanto ya se tiene una función amino metida dentro del azúcar; luego va a darse una oxidación del alcohol a un aldehído (pasa de ser un alcohol primario a un aldehído). Lo que pasa posteriormente es que el par de electrones del nitrógeno es el que va a venir a sacar el aldehído, después de ello obtengo entonces la estructura cíclica de un azúcar, y esta ciclación está en equlibrio, yo tengo un azúcar aminado que por una efimerización en el carbono 2 el OH ya no va a estar en posición ecuatorial sino en posición axial. Esa efiimerización queda allí, se pierde agua (deshidratación), todas estas reacciones son reacciones enzimáticas que ocurren por la naturaleza química de la estructura. Posteriormente hay una reducción del carbono (reducción del doble enlace), y se obtiene la desoxijirimicina, el cual es un azúcar base para la síntesis de aminoglicósidos. También se obtiene la desoximanojirimicina, y ambas son las bases de aminoazúcares para hacer aminoglicósidos.