13.1C: Antibióticos y toxicidad selectiva
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Objetivos de aprendizaje
- Describir la toxicidad selectiva
Puntos Clave
- Su mecanismo de acción, estructura química o espectro de actividad son formas en que se clasifican los antibióticos.
- Los antibióticos de amplio espectro afectan a una amplia gama de bacterias, mientras que los antibióticos de espectro estrecho pueden dirigirse a tipos específicos.
- Los antibióticos deben pasar por un proceso de cribado, donde se aíslan, cultivan y luego se prueban para la producción de productos difusibles que inhiben el crecimiento de organismos de prueba específicos.
- Debido a los posibles efectos secundarios adversos, los antibióticos también deben ser probados para determinar sus toxicidades selectivas.
Términos Clave
- antibacteriano: Medicamento que tiene el efecto de matar o inhibir bacterias.
- bactericida: Un agente que mata bacterias.
- bacteriostático: Medicamento que impide el crecimiento y la reproducción bacteriana pero que no necesariamente las mata. Cuando se retira del ambiente las bacterias empiezan a crecer de nuevo.
Toxicidad selectiva en antibióticos
La quimioterapia con antibióticos sintéticos como ciencia y desarrollo de antibacterianos comenzó en Alemania con Paul Ehrlich a fines de la década de 1880. Ehrlich señaló que ciertos tintes colorearían células humanas, animales o bacterianas, mientras que otros no. Luego propuso la idea de que podría ser posible crear químicos que actuaran como un fármaco selectivo que se uniera y matara a las bacterias sin dañar al huésped humano. Después de cribar cientos de tintes contra diversos organismos, descubrió una droga medicinalmente útil, el antibacteriano sintético Salvarsan ahora llamado arsphenamine.
Los antibióticos se clasifican comúnmente en función de su mecanismo de acción, estructura química o espectro de actividad. Más específicamente, los antibióticos de espectro estrecho se dirigen a tipos específicos de bacterias, como las bacterias Gram-negativas o Gram-positivas, mientras que los antibióticos de amplio espectro afectan a una amplia gama de bacterias. Después de una interrupción de 40 años en el descubrimiento de nuevas clases de compuestos antibacterianos, se han puesto en uso clínico tres nuevas clases de antibióticos antibacterianos: lipopéptidos cíclicos (como la daptomicina), gliciclinas (como la tigeciclina) y oxazolidinonas (como linezolid).
Algunos antibacterianos se han asociado con una serie de efectos adversos. Los efectos secundarios varían de leves a muy graves dependiendo de los antibióticos utilizados, los organismos microbianos a los que se dirige y el paciente individual. Los perfiles de seguridad de los medicamentos más nuevos a menudo no están tan bien establecidos como para aquellos que tienen una larga historia de uso. Los efectos adversos van desde fiebre y náuseas hasta reacciones alérgicas mayores, incluyendo fotodermatitis y anafilaxia. Los efectos secundarios comunes incluyen diarrea, resultante de la alteración de la composición de la especie en la flora intestinal, dando como resultado, por ejemplo, el crecimiento excesivo de bacterias patógenas, como Clostridium difficile. Los antibacterianos también pueden afectar la flora vaginal, y pueden conducir al crecimiento excesivo de especies de levaduras del género Candida en el área vulvo-vaginal. Efectos secundarios adicionales pueden resultar de la interacción con otros fármacos, como el riesgo elevado de daño tendinoso por la administración de un antibiótico quinolona con un corticosteroide sistémico.
Producción Antibacteriana
A pesar de la gran variedad de antibióticos conocidos, menos del 1% de los agentes antimicrobianos tienen valor médico o comercial. Por ejemplo, mientras que la penicilina tiene un alto índice terapéutico ya que generalmente no afecta a las células humanas, esto no es así para muchos antibióticos. Otros antibióticos simplemente carecen de ventaja sobre los que ya están en uso, o no tienen otras aplicaciones prácticas. Los antibióticos útiles a menudo se descubren mediante un proceso de cribado. Para llevar a cabo dicho cribado, se cultivan aislados de muchos microorganismos diferentes y luego se prueban para la producción de productos difusibles que inhiben el crecimiento de organismos de prueba. La mayoría de los antibióticos identificados en dicho cribado ya son conocidos y, por lo tanto, deben ignorarse. El resto debe ser probado por sus toxicidades selectivas y actividades terapéuticas, y los mejores candidatos pueden ser examinados y posiblemente modificados. Una versión más moderna de este enfoque es un programa de diseño racional. Esto implica tamizaje dirigido a encontrar nuevos productos naturales que inhiban una diana específica, como una enzima que solo se encuentra en el patógeno diana, en lugar de pruebas para mostrar inhibición general de un cultivo.