Rezistence patogenů vůči antimikrobialním látkám Martin Hruška Jan Dlouhý
Pojmy Patogen (patogenní agens, choroboplodný zárodek nebo původce nemoci) je biologický faktor (organismus), který může zapřičinit onemocnění hostitele. Např: živočichové, houby, prvoci, bakterie, viry, priony Antibiotická rezistence je odolnost infikujících organismů vůči antibiotikům.
Účinky a využití antimikrobiálních látek bakteriostatické blokují reversibilně funkci makromolekul (proteiny, nukleové kyseliny), aniž je ničí; zastavují fysiologické funkce zastavují růst mikroorganismu bakteriocidní ireversibilně poškozují buněčné komponenty usmrcení buňky mikroorganismu dezinfekce usmrcení bezprostředně nebezpečných pathogenních bakterií, aniž však dojde k usmrcení absolutně všech zárodků včetně spor sterilizace usmrcení všech vegetativních buněk a spor chemoterapie selektivní poškození pathogenních bakterií v prostředí makroorganismu bez (většího) poškození hostitele
Používaná antibiotika
Historie Počátky -první polovina minulého století. Antibiotika -výrazný obrat v terapii infekčních onemocnění Skutečný rozvoj antibiotik -1928, Sir Alexandr Fleming popsal antimikrobiální účinek plísně Penicillium notatum na bakterie druhu Staphylococcus aureus zavedení penicilinu do klinické praxe v USA 1942 od 60. let minulého století -antibiotická éra medicíny V souvislosti s používáním antibiotik se do konce uvažovalo o vymizení bakteriálních onemocnění jako zdravotnického problému. Tomu odpovídalo i jejich téměř neomezované a nadbytečné používání, které vedlo k prudkému nárůstu počtu bakterií odolávajích účinku antibiotik.
Současnost Krátké časové rozpětí mezi zavedením antibiotika a popsáním prvních rezistentních bakterií k dané látce je důkazem rychlé a efektivní schopnosti bakterií přizpůsobit se změněným podmínkám vnějšího prostředí v důsledku nadměrného užívání antibiotik. Antimikrobiální rezistence se v posledních desetiletích stala celosvětovým problémem. Objevují se nové kmeny s nebezpečným rozsahem rezistence, stoupá výskyt multirezistentních klonů a současně narůstají snahy tento problém řešit. V popředí boje s rezistentními mikroorganizmy je monitorování jejich výskytu v nejrůznějších prostředích, studium mechanizmů rezistence včetně jejich genetického základu, zavádění pravidel snižování jejich spotřeby.
Rezistence bakterií k antimikrobiálním látkám schopnost bakteriální populace přežít účinek inhibiční koncentrace příslušného antibiotika. jedním z nejdůležitějších problémů při léčbě antibiotiky dva základní typy rezistence: přirozená (primární) získaná (sekundární)
Rezistence přirozená dána druhem bakterie a jejími přirozenými vlastnostmi. geneticky podmíněná necitlivost na dané antibiotikum bez ohledu na předchozí kontakt s tímto antibiotikem. Primárně rezistentní bakterie neprodělaly žádnou genetickou změnu-pro dané antibiotikum nenesou zásahové místo Přirozená vícenásobná rezistence se vyskytuje u bakterií žijících v prostředí s mikroorganizmy přirozeně produkujícími antimikrobiální látky a jsou neustále vystavovány jejich účinku
Rezistence získaná vzniká až v průběhu antimikrobiální terapie nebo následkem předchozího podávání antibiotika Antibiotikum ničí citlivé buňky v bakteriální populaci, ale může dojít k selekci buněk rezistentních-tzv. selekční tlak antibiotik Rychlost rozvoje závisí na frekvenci mutací a na množství bakterií s určitým stupněm rezistence Genetická podstata získané antimikrobiální rezistence zahrnuje mutaci chromozomálních genů bakteriální buňky, získání genu antimikrobiální rezistence od jiné bakterie mechanizmy přirozené transformace, konjugace a transdukce nebo mutace získaného genu antimikrobiální rezistence
Šíření antimikrobiální rezistence častěji způsobena získáním nových genů rezistence než mutací v DNA. pomocí mobilních genetické element přemisťujících se z chromozomu na plazmidy (a naopak) a spolu s nimi se konjugací dostávají do jiné buňky, kmene či bakteriálního druhu charakteristická zejména pro gramnegativní bakterie
Mobilní genetické elementy Plazmidy -nezávisle se replikující extrachromozomální elementy. Nesou geny odpovědné za rezistenci k antimikrobiálním a desinfekčním látkám, těžkým kovům, aniontům, látkám vázajícím se na nukleové kyseliny nebo bakteriocinům, ale také geny pro metabolické reakce a faktory virulence jejich replikace je úzce spjata s replikací bakteriálního chromozomu R-plazmidy jsou označovány konjugativní plazmidy, které kódují rezistenci obvykle k více antibiotikům. Jsou složeny z transpozonů, které nesou různé geny rezistence. Struktura a složení R-plazmidůznačně variabilní a transpozony se v nich mohou různě kombinovat. R- plazmidy tedy slouží nejen k uchování a šíření genů antibiotické rezistence IS elementy a transpozony - mohou vyštěpit z donorového místa a začlenit se do jiného, cílového místa, a tak se přemisťovat v rámci genomu. Proces -katalyzován enzymem transponázou, který je kódován těmito mobilními elementy.
Mechanizmy rezistence Žádná antimikrobiální látka není bez rizika vývoje rezistence. Pro vznik rezistentních bakteriálních kmenů je důležitým předpokladem neustálý selekční tlak systematicky používaných antibiotik produkcí bakteriálních enzymů-rozrušení nebo modifikace struktury antibiotik, alternací plazmatické membrány buňky vedoucí ke snížení její permeability, modifikací cílových míst antibiotik zvýšeným vylučováním antibiotika z bakteriálních buněk (efflux)
Enzymatická inaktivace antibiotika nebo modifikace jeho struktury Enzymy hydrolyzující β-laktamová antibiotika Enzymy modifikující aminoglykozidy Enzymatická inaktivace chloramfenikolu
Změna propustnosti buněčné stěny a cytoplazmatické membrány Aktivní vypuzování (efflux) antibiotika spojen s transmembránovými proteiny bakteriální buňky, které se mohou nacházet na vnitřní i vnější membráně.
Metody testováni antimikrobiální rezistence Diskový test - standardní metoda pro stanovení citlivosti kmene k antibiotiku. Výsledek : citlivý nebo rezistentní, podle toho, je-li průměr inhibiční zóny kolem disku na tuhé půdě alespoň stejný, nebo naopak menší, než stanovená hranice. Je to metoda kvalitativní, nejde o měření stupně citlivosti.
Druhy používaných antimikrobiálních připravků antibiotický disk zkratka název AMP AMC KF CAZ S S3 TE C GN NA CIP SXT ampicillin amoxicillin-clavulanic acid cephalothin ceftazidime streptomycin sulphonamides cp. tetracycline chloramphenicol gentamicin nalidixic acid ciprofloxacin trimethoprim-sulfamethoxazole
Autokláv- používá se sterilizaci Obrázky
Diskový test