UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

FACULTAD DE MEDICINA

DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGA, PARASITOLOGA

E INMUNOLOGA

MICROBIOLOGIA I

Dra Maria Teresa Mujica

Terico 15

ANTIFUNGICOS

MICROBIOLOGA MDICA. Murray y col. Elsevier.

5Ed. Barcelona, 2006.

MICROBIOLOGA MDICA. Murray PR y col. Ed.

Elsevier, Barcelona, 2009

MICOLOGA MDICA (ILUSTRADA). Arenas, Roberto.

Mc Graw Hill. 3 Ed. Mxico, 2008.

MICOLOGA MDICA (ILUSTRADA). Arenas, Roberto.

Mc Graw Hill. 4 Ed. Mxico, 2011.

MICOLOGA MDICA BSICA. Bonifaz, Alexandro. Mc

Graw Hill. 3 Ed. Mxico, 2010.

Bibliografa

La clase contiene informacin que completa la de los textos

Conocer los distintos antifngicos (ATF) y sus los mecanismos de accin sobre la clula

fngica.

Comprender los mecanismos de la adquisicin de la resistencia a los ATF.

Conocer los mtodos de determinacin de la susceptibilidad a los antifngicos.

Objetivos

La clula fngica

Hongos son eucariotas

Unicelular o multicelular (levaduras miceliales)

Distinguidos de otros reinos

Organizacin estructural

Nutricin: absorcin de nutrientes previa degradacin de biopolmeros.

Crecimiento

Reproduccin (esporas o conidios)

Pared celular Membrana celular

Ncleo

Nucleolo

Retculo endoplsmico

Clula Fngica

Mitocondrias

Hongos

unicelulares

Hongos

pluricelulares

Clula fngica

Mananosproteinas

b-(1,6)-glucanos

b-(1,3)-glucanos

Quitina

Bicapa fosfolipdica

Pared: estructura fibrilar y capa amorfa

Ergosterol b-(1,3)-glucan sintetasa

Quitin sintetasa

Escualeno Formacin

de Ergosterol

DNA/RNA

Sntesis

Membrana

citoplasmtica

Citoplasma

Mitocondrias

MC

Pared celular

Ncleo Nucleolo

Retculo endoplsmico

Microvesculas

Ribosomas

Citoesqueleto:

microtbulos ( tubulina ) y

microfilamentos (actina)

Circulacin de las organelas

y separacin de los

cromosomas en la divisin

celular

Antifngico- evolucin histrica

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Anfotericina B

5-Fluorocitosina

Ketoconazol

Fluconazol

Itraconazol

Caspofungina

Voriconazol

Formulaciones

lpidicas de la

Anfotericina B

Ravuconazol

Posaconazol

Albaconazol

Micafungina

Anidulafungina

Griseofulvina

Drogas antifngicas: estuctura y clasificacin

Polienos

Anfotericina B desoxicolato y

formulaciones lipidicas

Nistatina Natamicina

Azoles

Imidazoles: Ketoconazol, miconazol

Triazoles : fluconazol- itraconazol-

voriconazol- posaconazol y

ravuconazol

Alilaminas

Terbinafina

Pirimidinas fluoradas Fluocitocina

Lipopptidos Candinas: Caspofungina

Anidulofungina, Micafungina

Pptidos nuclesidos Nikomicina Z

Derivados tetrahidrofuranos Sordarinas azasordarinas

Otras Griseofulvina

Tiocarbamatos: tolnaftato,

Morfolinas: amorolfina

Pared celular

Membrana celular

Mitocondrias

Ncleo

Nucleolo

Retculo

endoplsmico

Clula Fngica

Candinas

Nikomicina Z

Polienos

Azoles

Alilaminas

Tiocarbamatos

Morfolinas

Pirimidinas

fluoradas: 5- FC

Sntesis proteica

sordarinas

Clula

fungica Mananosproteinas

b-(1,6)-glucanos

b-(1,3)-glucanos

Quitina

Bicapa fosfolipdica

Membrana celular y Pared

Ergosterol b-(1,3)-glucan sintetasa

Escualeno

Formacin

de Ergosterol DNA/RNA

Sntesis

Anfotericina B

Streptomyces nodosus

Standard de oro*

(1955)

*Hoy en da se cuestiona su uso como tal

PORO

Membrana

plasmtica

Ergosterol

Anfotericina B

Unin al ergosterol

K+

Na+

Ca++ Ca++

Na+ K+

Alteracin osmtica

Mecanismo de accin: Unin al ergosterol y formacin de poros transmembrana

Mg++

Farmacocintica

Baja absorcin por va oral (5%) Va de administracin: i.v. lenta.

Alta unin proteica 90-95%

Se fija a membranas citoplasmticas, concentra en

hgado, pulmn, bazo y riones

Atraviesa meninges inflamadas y placenta

Efectos adversos Toxicidad dependiente de la dosis. Nefrotoxicidad: dosis acumulada mxima: 4-5

g.(adecuada hidratacin!!!)

Smas. de administracin: fiebre escalofros y temblores; cefalea, vmitos, hipotensin. Tromboflebitis y necrosis tisular. Efecto inmunomodulador

Anemia normoctica normocrmica

Formulaciones lipdicas de

anfotericina B

2- Anfotericina B en

dispersin coloidal

(ABCD, Amphocil o

Amphotec )

3- Anfotericina B

liposomal (L-AmB,

Ambisome )

1- Anfotericina B en complejos

lipdicos:

L- -dimiristofosfatidilcolina; L- -dimiristofosfatidilglicerol. (ABLC,

Albecet)

Mayor tolerancia y

menor toxicidad

Propiedades e indicaciones de las

formulaciones de Anfotericina B asociadas

a lpidos

Eficacia similar a la Anfotericina B deoxicolato (convencional)

Menor nefrotoxicidad

Alto costo

Indicadas en pacientes con infecciones fngicas sistmicas que presentan intolerancia al

tratamiento con anfotericina B deoxicolato o ante

falla renal preexistente

Mecanismo de liberacin

Mecanismo desconocido

Secuestro selectivo por parte del SRE

Alta fagocitosis y eliminacin lenta

por parte del

macrfago

Liberacin del

macrfago

Macrfago

Liberacin en sangre

Endocitosis

Liposoma Lisosoma

Fusion

Degradacin

del liposoma

Vescula

endoctica

5-fluorocitosina - Flucitosina (1957)

Mecanismo de Accin

Pro-droga (derivado fluorado de citosina)

En el citoplasma de la clula fngica se transforma en 5- fluoruracilo

Alteracin de la sntesis de cidos nucleicos y de sntesis proteica

Fue utilizada en trat. de candidiasis y criptococosis asociada a AMB

Alta resistencia si se la administra sola

Se absorbe por va gastrointestinal

5-fluorocitosina

Inhibe la timidilato sintasa Inhibe la sntesis de DNA

5-fluoro-UTP Incorporado en RNA

Interrumpe la sntesis proteica

Imidazoles: Miconazol, Ketoconazol,

Triazoles: Fluconazol, Itraconazol,

Voriconazol, Posaconazol

Azlicos

Fluconazol, triazol

Sntesis Ergosterol

Escualeno

2,3 oxidoescualeno

Lanosterol

Zymosterol

Ergosterol

Alilaminas

Tiocarbamatos 1-Fluconazol

2-Voriconazol

3- Itraconazol

4-Posaconazol

Azoles

Morfolinas

Lanosterol 14

demetilasa

Gen ERG 11

Gen ERG 1

Morfolinas:

amorolfinas (lacas) C-14 esterol reductasa

Gen ERG 24

7-8 esterol isomerasa

Gen ERG 2

Azoles: inhibicin de la sntesis del ergosterol

Membrana

Plasmtica

Ergosterol

Azlicos

Escualeno

Sntesis

De ergosterol

Esteroles txicos

Acumulacin

de Esteroles

txicos

Inhibicin de la

14-alpha-demetilasa

Azlicos Imidazoles: 1. Ketoconazol (1978): Producto de la sntesis farmacutica.

Usado en formas sistmicas de las micosis. Va oral, alta fijacin a protenas.

Formas tpicas.

2. Miconazol, Sertaconazol, Clotrimazol, Econazol. Formas tpicas: tratamiento de Micosis superficiales Triazoles: Fluconazol, Itraconazol, Voriconazol, Posaconazol

Va oral e IV a excepcin de

Posaconazol Via oral

Alilaminas: terbinafina

Tiocarbamatos: tolnaftato

Morfolinas: amorolfina

Inhibicin de la sntesis del ergosterol

Sntesis Ergosterol

Escualeno

2,3 oxidoescualeno

Lanosterol

Zymosterol

Ergosterol

Alilaminas

Tiocarbamatos

Fluconazol

Voriconazol

Itraconazol

Azoles

Morfolinas

Lanosterol 14

demetilasa

Gen ERG 11

Gen ERG 1

Morfolinas C-14 esterol reductasa

Gen ERG 24

7-8 esterol isomerasa

Gen ERG 2

Gen ERG 1

Alilaminas

Mecanismo de Accin Terbinafina

Inhibe la sntesis del ergosterol a

nivel de la epoxidacin del escualeno

Indicado en las micosis superficiales

Se absorbe por va digestiva

Va oral

Griseofulvina: Metabolito de Penicillium

griseofulvum

Mecanismo de accin

Alteracin de los microtbulos.

Inhibicin de la mitosis y la replicacin del DNA

Alteracin de la quitinsintetasa (por inhib.

la sntesis proteica)

Circulacin de organelas y

separacin de los

cromosomas en la divisin

celular

Citoesqueleto:

microtbulos

(- tubulina ) y

microfilamentos

(actina)

Fungisttico para diversas especies de dermatofitos

Se detecta en la piel 4 a 8 hs despus de su

administracin

Tinea capitis y tinea corporis en

nios por su menor toxicidad

que los azoles

Griseofulvina: Metabolito de Penicillium

griseofulvum

Candinas

Candinas Caspofungina y Micafungina

Anidulofungina

Caspofungina

Anidulafungina Micafungina

Caspofungina: Inhibicin no competitiva de la -(1-3)D-glucano

sintetasa.

Derivado semisinttico del

Glarea lozoyensis

neumocandina

Administracin IV

Mananoprotenas

(1,6)-glucanos

(1,3)-glucanos Quitina Membrana

plasmtica

(1,3) glucano sintetasa

Inhibidor

de la

glucan

sintetasa

Deplecin de

(1,3) glucanos

de la pared

Inhibidor de la glucan

sintetasa

Mecanismo de accin: Candinas

EQUINOCANDINAS:

Caspofungina

Inhibicin de sntesis -(1-3) glucanos (de glucan sintasa )

Acta en los puntos de activo crecimiento y de ramificacin (sitios de activa sntesis de pared en los micelios)

En levaduras los brotes fracasan en la separacin de la clula madre

Se producen clulas osmticamente sensibles

Solo endovenoso y no concentra en

LCR

Caspofungina sobre

hifas de Aspergillus

fumigatus

Hifas sanas

hifas

aberrantes

Antifngicos sistmicos:

vas de administracin

Oral IV

Fluconazol >80 % Si

Itraconazol

60 a70%

Si*

Voriconazol > 80% Si

Posaconazol >70 % No

Anfotericina B No Si

Caspofungina No Si

* No disponible en nuestro pas

Drogas contra Pneumocystis jirovecii

Trimetroprima- Sulfametoxazol

Combinacin de drogas que actan en forma secuencial inhibiendo

la sntesis del acido flico (inhiben la dihidrofolato reductasa y la

dihidrofolato sintetasa).

Activo contra bacterias, hongos y P. jirovecii

Pentamidina

El mecanismo de accin es desconocido: interacta con los

fosfolpidos de membrana, inhibicin de ARN y ADN. Inhibicin

de topoisomerasas.

Indicaciones: P. jirovecii (nebulizaciones), tripanosomiasis,

leishmaniasis

Nuevos antifngicos

Combinaciones de antifngico

Con antifngicos: bloqueo de dos o ms mecanismos antifngicos. Sinergia.

con citoquinas

Con anticuerpos (Mycograb: anticuerpo recombinante humano contra la protena de

shock trmico 90,HSP90). Tercera etapa en

los ATF. Fase clnica

Antifngicos

Inhibicin de distintas enzimas en la misma ruta metablica (azoles y terbinafina).

Aumento de la penetracin de un compuesto como consecuencia de la accin

permeabilizadora de otro en la pared o la

membrana celular (AmB y 5FC).

Inhibicin simultnea de distintas dianas de la clula fngica (caspofungina y AmB)

Combinaciones de Antifngicos

Mecanismos de resistencia a

los antifngicos

RESISTENCIA es..

MICROBIOLGICA

CLINICA

MOLECULAR

Hongo

Tamao y tipo de inculo

*levadura / hifa

Produccin de biofilm

Estabilidad genmica

Poblacin cuello de botella

Droga

Dosis

Farmacocintica

Interacciones droga-

droga

Husped

Respuesta immune: inmunidad innata- adaptativa

Sitio de infeccin: lugar, formacin de abscesos,

presencia de necrosis, pH y anaerobiosis

Resistencia clnica.

INTRNSECA- NATURAL INSENSIBILIDAD

Ningn miembro de la especie fngica es sensible.

Candida krusei es resistente intrnseca al fluconazol

PRIMARIA

Una especie normalmente sensible posee una

resistencia natural a la droga y NUNCA tuvo contacto con la droga

SECUNDARIA o ADQUIRIDA

Cepa previamente sensible

adquiere resistencia

despus del tratamiento

con el ANTIFNGICO

RESISTENCIA A LOS ANTIFUNGICOS

MECANISMOS GENERALES DE

RESISTENCIA

Permeabilidad

disminuida

Eflujo

activo

Inactivacin

enzimtica Modificacin

del blanco de

accin

Alteracin de

una va

metablica

sobreproduccin de la enzima

blanco

Mutaciones en el gen

que codifica a la

enzima

Sntesis Ergosterol

Escualeno

2,3 oxidoescualeno

Lanosterol

Zymosterol

Ergosterol

Alilaminas

Tiocarbamatos

Fluconazol

Voriconazol

Itraconazol

Azoles

Morfolinas

Lanosterol 14

demetilasa

Gen ERG 11

Gen ERG 1

Morfolinas C-14 esterol reductasa

Gen ERG 24

7-8 esterol isomerasa

Gen ERG 2

Gen ERG 1

Mecanismo molecular de la resistencia

Cepa sensible

MF: Major facilitators ABC: ATP Binding Cassette

Mecanismo molecular de la resistencia

Cepa resistente

MF: Major facilitators ABC: ATP Binding Cassette

Candidiasis

C. albicans

Incremento de

MDR m RNA

Incremento de

CDR m RNA

Mutacin puntual en ERG11

Aumento en mRNA ERG 11

Episodio de candidiasis orofarngea

CIM

g

/ml oCIM

Dosis diaria de Fluconazol

Combinatoria de Mecanismos: R

Aspectos Moleculares de la

Resistencia a los Azoles

Mutaciones puntuales del gen ERG11 Altera 14 lanosterol demetilasa

Sobre-expresin del gen ERG11

Incrementa la produccin de 14 lanosterol demetilasa

Incremento en nivel de mRNA de los genes (CDR1 or MDR1 genes) que codifican para las bombas de eflujos

Disminucin de la acumulacin del azol en la clula fngica

Resistencia a Azoles

Bien conocida particularmente en fluconazol

Es un problema clnico

RESISTENCIA AL FLUCONAZOL

INTRINSECA C. krusei, C. norvegensis. P. jirovecii

INSENSIBILIDAD Aspergillus, Fusarium,Mucorales

PRIMARIA C. glabrata

SECUNDARIA C. albicans

C. dubliniensis.

C. albicans

C. dubliniensis + Sida

Resistencia cruzada con

fluconazol y otros azoles

Membrana

plasmtica

Ergosterol

Anfotericina B

Unin al ergosterol

K+

Na+

Ca++ Ca++

Na+ K+

Alteracin osmtica

Mecanismo de accin: Unin al ergosterol y formacin de poros transmembrana: anfotericina B

Mecanismos de la resistencia

a Anfotericina B

Disminucin del contenido del ergosterol en la membrana

Alteraciones en el contenido de esterol (fecosterol, episterol: de reducida afinidad)

Alteraciones en la proporcin esterol a fosfolpidos

Reorientacin o enmascaramiento del ergosterol

Previa exposicin a azoles

Resistencia a Anfotericina B

Existe dificultades tcnicas en la deteccin de la resistencia in vitro

Resistencia in vivo es rara

C. lusitaniae, C. krusei

C. neoformans (algunos aislamientos)

Trichosporon spp.

A. terreus

S. apiosperma

Fusarium spp.

...

Hongos con

susceptibilidad

reducida a AMB

Anfotericina B

Resistencia

secundaria

Es muy baja

Mananoprotenas

(1,6)-glucanos

(1,3)-glucanos Quitina Membrana

plasmtica

(1,3) glucano sintetasa

Inhibidor

de la

glucan

sintetasa

Deplecin de

(1,3) glucanos

de la pared

Inhibidor de la glucan

sintetasa

Mecanismo de accin: Candinas

Intrnseca o Insensible : C. neoformans

SECUNDARIA (?)

Mutantes resistentes debido a la terapia an no

existen.

Resistencia a las equinocandinas

Mutacin en el gen FSK1

Mtodos de Determinacin de Susceptibilidad

a los Antifngicos

COMO DIFERENCIAMOS UN AISLAMIENTO FNGICO

SUSCEPTIBLE DE UNO RESISTENTE A UN ANTIFNGICO ?

Mtodos de dilucin

Mtodos de difusin

Tcnicas para realizar estudios de sensibilidad (in vitro)

Mtodos de dilucin: CIM NCCLS Doc. M27-A3 (CLSI) para levaduras (2008). Documento EUCAST para levaduras (2002) NCCLS Doc. M38-A para hongos filamentosos (2002).

CLSI Mtodos de difusin E-test (AB biodisk) Tabletas Rosco (Rosco Diagnostica) NCCLS M44-A. CLSI Mtodos colorimtricos YeastOne (Trek Diagnostic System) Fungitest (Biorad)

Incubacin:

Candida spp 24- 48 hs

a 35C

Cryptococcus 72 hs a

30C

11: Control Crecimiento

(Inculo)

12: Control de Esterilidad

( Antifngico)

METODO DE DILUCION

Mtodo de

referencia

Concentracin Inhibitoria Mnima (CIM) Es la menor concentracin del ATF en g/ml capaz de: inhibir el

crecimiento o inhibir el desarrollo fngico al 50% respecto del

control de crecimiento.

Interpretacin (S o R) se basa en valores del

antifngico alcanzable en suero

Antifngico

Susceptible

Susceptible

Dosis

Dependiente

(S-DD)

Resistente

Fluconazol

8 g/ml

16-32 g/ml

64 g/ml

Itraconazol

0.125 g/ml

0.25-0.5

g/ml

1 g/ml

METODO CUANTITATIVO

METODO DE DILUCION

Susceptibilidad frente al

fluconazol

Mtodo de difusin con disco

Sensible

S-DD

Sensible >19 mm

S-DD 15-18 mm

Resistente

E-Test

Gradiente

de concentraciones

en la tira

g/ml

La diferencia con el disco, es que el disco contiene una sola

concentracin

Esta es

la CIM

Sensibilidad antifngica NO se realiza de rutina. Es IMPORTANTE identificar las levaduras y hongos filamentosos (genero y especie) para identificar la RESISTENCIA (R) INTRNSECA o INSENSIBILIDAD. MTODOS: Dilucin Micromtodos macromtodos (CIM). Difusin en disco, tabletas, E-test Mtodos comerciales

Determinan la R

Adquirida

DROGA

Especies

(n =62)

Rango

CIM

(g/ml)

Porcentaje acumulativo de cepas que son inhibidas en cada CIM (g/ml)

0.031 0.06 0.12 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32 64

Anfotericina

Candida spp 0.12-2 6 24 76 97 100 100 100 100

Caspofungina Candida spp 0.06-2 42 47 56 74 95 100 100 100 100

Voriconazol Candida spp 0.06-4 73 87 93 95 97 97 100 100 100

Fluconazol

C. parapsilosis 0.25-64 23 31 58 81 96 96 96 96 100

C. albicans 0.25-8 5 10 47 68 95 100 100 100 100

C. tropicalis 2-64 56 78 89 89 89 100

Otras especies 0.25-64 13 13 13 38 63 63 63 63 100

Candida spp 0.25-64 13 18 40 68 89 92 92 92 100

Sensibilidad de Candida spp aisladas de hemocultivo

MICROORGANISMO

HUSPED

ANTIFNGICO

RESPUESTA

TERAPUTICA

Mec. Innato

Mec. Adquiridos

Localizacin de la

infeccin

Concentracin en los distintos tejidos

Concentracin fluctuante del frmaco

En la infeccin

Gran nmero de

microorganismos

Relacin in vitro / in vivo

Relacin in-vivo / in-vitro Condiciones estandarizadas de laboratorio:

Fase constante de crecimiento del microorganismo

Condiciones fijas de pH, temperatura, humedad y concentracin de 02.

Exposicin constante de un nmero pequeo de microorganismos (103-106 UFC/mL).

Concentraciones constantes del antimicrobiano.

Condiciones en la infeccin:

Gran nmero de microorganismos (109 UFC/mL).

Concentraciones fluctuantes del frmaco.

Concentracin del frmaco en los distintos tejidos

Factores del husped.

CIM

Correlacin in vitro / in vivo

CIM: no es una medicin fsica ni qumica

Los factores del husped resultan mas importante que los ensayos de

susceptibilidad en predecir el curso clnico

La susceptibilidad de un microorganismo no predice el xito de la terapia

La resistencia in vitro puede predecir falla teraputica

Prevencin y control de la resistencia

a los antifngicos

Tratamiento con el antifngico apropiado.

Uso racional de los antifngicos.

Dosis apropiada y evitar las sub-optimas.

Estudios de vigilancia epidemiolgica.

Uso de combinaciones de antifngicos.

Nuevas estrategias

Preguntas

Pneumocystis jirovecii es considerado actualmente un

hongo sin embargo, no es susceptibles a los azoles y

anfotericina B a que se debe esto? Porque otra clase de

antifngicos y antibacterianos pueden ser usados para

tratar la neumona que produce?

Un paciente presenta una Candidiasis invasora por un

aislamiento sensible de Candida albicans al fluconazol, sin

embargo no se observa una respuesta al tratamiento con

esta droga (con la dosis requerida). Porque?

Muchas Gracias