UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FOR A
DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA
Antimicrobianos
Luciana Debortoli de Carvalho
CONCEITOS BÁSICOS
Antimicrobianos
naturais
antibióticos
Penicillium, Streptomyces,
Cephalosporium, Micromonospora,
Bacillus
sintéticos
quimioterápicos
Antibiose: relação ecológica no qual uma
espécie bloqueia o crescimento ou a
reprodução de outra espécie.
Antibiótico:
substância
microrganismos
que,
produzida
em
por
pequenas
quantidades, inibe o crescimento de outros
microrganismos.
Antimicrobianos: ação biológica
Bacteriostático:inibidores de síntese protéica por
ligação reversível aos ribossomos .
Bactericida: inibidores de replicação por ligação
irreversível a DNA girase.
Bacteriolítico: inibidores de formação da parede
celular
células viáveis
células totais
PROPRIEDADES DESEJÁVEIS PARA UM AGENTE ANTIMICROBIANO
Parede celular
Membrana citoplasmatica
• Toxicidade seletiva: destruir o patógeno sem
atacar o hospedeiro.
• Bactericida
Principalmente
em
em
Ribossomos
vez
de
bacteriostático:
hospedeiros
imuno-
comprometidos;
• Não induzir resistência bacteriana;
• Espectro de ação satisfatório
-Amplo/estreito espectro X terapia empírica;
Cromossomo
Metabolismo de
acido fólico
PROPRIEDADES DESEJÁVEIS PARA UM AGENTE ANTIMICROBIANO
• Não alergênico;
• Ativo quando dissolvido nos fluidos corporais ou exudatos;
• Solúvel e estável em solução aquosa;
• Atingir o nível máximo sistêmico rapidamente;
• Capaz de atingir o sítio de infecção.
Características gerais das drogas antimicrobianas
Exemplos de diferentes drogas antimicrobianas, classificadas de acordo com o
espectro de ação.
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
SINERGISMO x ANTAGONISMO
Sinergismo => ação combinada entre dois agentes antimicrobianos é
significativamente superior à soma dos efeitos alcançados por cada um dos
fármacos isoladamente.
Antagonismo => ação combinada entre dois agentes antimicrobianos é
inferior àquela do fármaco quando administrado isoladamente.
Uso de combinações de antimicrobianos
• Tratamento imediato de pacientes em estado crítico, com suspeita de infecção
microbiana grave;
• Tratamento de infecções mistas, em particular as que ocorrem após traumatismo;
• Para prevenção da resistência a drogas. Se uma bactéria torna-se resistente a uma das
drogas, a outra droga pode ter um efeito letal sobre este micro-organismo.
Mecanismos de ação de agentes antimicrobianos nas células
bacterianas
1 - Interferência na síntese de parede celular;
2 - Interferência nas funções da membrana;
3 - Interferência na síntese protéica;
4 - Interferência no metabolismo de ácidos nucléicos;
5 - Interferência em reações enzimáticas (análogos estruturais)
1 - ANTIMICROBIANOS QUE INTERFEREM NA SÍNTESE DE PAREDE
CELULAR:
Beta-Lactâmicos:
- São principalmente bactericidas
- Anel ß-lactâmico
- Principais: penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos, monobactâmicos.
- Toxicidade: reação de hipersensibilidade:
- Hipersensibilidade a penicilina:
- cefalosporinas e carbapenêmicos
- exceção - monobactâmicos
- Amplo espectro de ação (infecções estreptocócicas, meningocócicas, sífilis, infecções
dentárias, infecções por bacilos Gram negativos)
Beta-lactâmicos representativos
Penicilinas
Penicilina G e V
Penicilina natural
Cloxacilina
Dicloxacilina
Nafcilina
Oxacilina
Meticilina
Penicilina semi-sintética
(penicilinas estáveis – resistentes à
beta lactamases produzidas por S.
aureus)
Amoxicilina
Ampicilina
(amino) penicilina semisintética
Carbenicilina
Ticarcilina
(carboxi) penicilina semisintética
Mezlocilina
Piperacilina
(ureído) penicilina semisintética
Beta-lactâmicos representativos
Cefalosporinas
Cefadroxil
Cefazolina
Cefalexina
Cefalotina
Cefradina
Primeira geração
Cefaclor
Cefamandol
Cefonicid
Cefprozil
Cefuroxima
Cefotetan
Cefmetazol
Cefoxitina
Cefamicina
Segunda geração
Cefdinir
Cefditoren
Cefoperazona
Cefpodoxima
Cefotaxima
Ceftazidima
Ceftibuten
Ceftizoxima
Ceftriaxona
Terceira geração
Cefepima
Cefpiroma
Quarta geração
Beta-lactâmicos representativos
Carbapenêmicos
• Ertapenem, Imipenem ,
Meropenem
São ativos contra estreptococos, estafilococos,
enterobactérias, P. aeruginosa, Haemophilus e algumas
bactérias anaeróbias.
Particularmente úteis no tratamento de infecções por
bactérias resistentes a outros antibióticos. Utilizadas no
tratamento de infecções polimicrobianas.
Monobactâmicos:
Aztreonam
Não posssui atividade contra bactérias Gram positivas e nem
contra micro-organismos anaeróbios.
É essencialmente não alérgico, podendo ser utilizado em
pacientes com alergia a cefalosporinas e penicilinas.
1 - ANTIMICROBIANOS QUE INTERFEREM NA SÍNTESE DE PAREDE
CELULAR:
• Glicopepitídeos (Vancomicina e Teicoplanina)
- Bactericida
- Espectro de ação restrito => Gram positivos
- Dificuldade de penetrar a membrana externa de Gram negativos
- Baixa toxicidade ; não absorvida por via oral
-Alternativa para pacientes alérgicos aos ß-lactâmicos e para infecções causadas
por estafilococos resistentes a oxacilina.
2 - INTERFERÊNCIA NAS FUNÇÕES DA MEMBRANA:
• Polimixinas (Colistina, polimixina B)
- Bactericida
- Polipeptídeo derivado do Bacillus polimixa
- Espectro de ação restrito: Gram negativos
- Uso clínico restrito, altamente tóxicos
- Desestabilização da membrana e interferência no equilíbrio osmótico celular
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRANSCRIÇÃO
- Ligação e inativação da RNA polimerase dependente de DNA => impede a
transcrição do DNA em RNA.
RIFAMICINA
- amplo espectro de ação (Gram positivos e micobactérias)
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRADUÇÃO
AMINOGLICOSÍDEOS
- Bactericida
- Ligação a sub-unidade 30S impedindo a junção da sub-unidade 50S
- O acúmulo de sub-unidades 30S aberrantes é tóxico para a célula
- Amplo espectro de ação
- Ativos contra bacilos Gram negativos (principalmente enterobactérias) micobactérias,
enterococos, P. aeruginosa e estafilococos.
• Gentamicina
• Netilmicina
• Trobamicina
• Neomicina
• Canamicina
• Estreptomicina
• Amicacina
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRADUÇÃO
TETRACICLINAS
- Bacteriostático
- Ligação a sub-unidade 30S, inativando o sítio A
- Toxicidade baixa - uso e abuso - ampla resistência
- Novas tetraciclinas: desestabilização da membrana - altamente tóxicas para humanos
• Tetraciclina
• Clortetraciclina
• Oxitetraciclina
• Doxicilina
• Minociclina
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRADUÇÃO
MACROLÍDEOS, LINCOSAMIDAS e ESTREPTOGRAMINAS
- Bacteriostático para a maioria das bactérias / bactericida para alguns Gram positivos.
Utilizados contra infecções respiratórias.
- Ligação a sub-unidade 50S impedindo a elongação do peptídio: peptidil-transferase
- Clindamicina => reserva para anaeróbios, principalmente grupo B. fragilis
- Toxicidade baixa - uso e abuso => ampla resistência
• Eritromicina
Macrolídeos
• Roxitromicina*
• Azitromicina*
• Claritromicina*
* Novos Macrolídeos
Lincosamida
• Clindamicina
Estreptograminas
• Dalfopristina (estreptogramina A)
• Quinupristina (estreptogramina B)
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRADUÇÃO
OXAZOLIDINONAS (Linezolida)
- Classe de novos antimicrobianos sintéticos com ação bacteriostática
- Espectro de ação: principalmente contra Gram positivos
- Ligação a sub-unidade 50S impedindo a elongação do peptídio.
- Reservada para o tratamento de infecções por estafilococos e enterococos.
CLORANFENICOL
- Bacteriostático
- Boa distribuição tecidual mesmo no cérebro e fluidos cérebro-espinhais
- Toxicidade - uso clínico restrito => tóxico para a medula óssea
- Ligação a sub-unidade 50S impedindo a elongação do peptídio: peptidil-transferase
- Utilizado no tratamento de meningites (3 patógenos clássicos)
3 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE PROTÉICA:
• INIBIDORES DA TRADUÇÃO
ÁCIDO FUSÍDICO
- Ação bacteriostática principalmente contra Gram positivos (estafilococos)
- Alta toxicidade seletiva
- Ligação ao fator de elongamento do peptídio – interrupção da síntese de proteínas
4 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLÉICOS:
• QUINOLONAS
- Inibição da duplicação do DNA
- Bactericida
- Fluoroquinolonas: boa atividade antibacteriana e boas propriedades
farmacológicas
- Ligação à sub-unidade beta das DNA girases - inibição da atividade
- enzimas essenciais no enrolamento e relaxamento das fitas de DNA
- Usos:
- ativo contra Gram positivos e Gram negativos
- baixa atividade contra anaeróbios => manutenção da microbiota residente
- boa penetração em macrófagos e PMNs
Quinolonas representativas
* As quinolonas de segunda, terceira e quarta geração são fluoroquinolonas
Ácido nalidíxico
Primeira geração
Ciprofloxacina
Enoxacina
Lomefloxacina
Norfloxacina
Ofloxacina
Segunda geração
Levofloxacina
Gatifloxacina
Moxifloxacina
Sparfloxacina
Terceira geração
Trovafloxacina
Quarta geração
4 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLÉICOS:
• NOVOBIOCINA
- Bactericida
- Amplo espectro de ação (especialmente Gram positivos)
- Inibição da replicação do DNA - Ligação à sub-unidade beta das DNA girases
- inibição do enrolamento das fitas de DNA (supercoiling)
- Uso: em testes - não há indicações para o uso terapêutico
separação de linhagens de:
Staphylococcus epidermides (sensível)
e
Staphylococcus saprophyticus (resistente)
4 - INTERFERÊNCIA NA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLÉICOS:
• METRONIDAZOL
- Bactericida
- Inicialmente usado para tratamento de infecções por protozoários
- Amplo espectro de ação: Anaeróbios, microaerófilos, protozoários e fungos
- Antimicrobiano de escolha contra o grupo B. fragilis
- Droga ativa apenas em anaerobiose
- Oxidação e fragmentação do DNA
5 - INTERFERÊNCIA EM REAÇÕES ENZIMÁTICAS
(análogos estruturais)
• TRIMETOPRIM E SULFONAMIDAS
- Amplo espectro de ação: Gram negativos e Gram positivos
- Inibidores competitivos na síntese de ácido tetrahidrofólico (FH4)
- Alta toxicidade seletiva: células de mamíferos não sintetizam FH4
- Sulfonamidas: similar ao PABA - inibe a reação da dihidropteroato - sintetase
-Trimetropim: similar ao ácido dihidrofólico – inibidor da dihidrofolato redutase
- Úteis contra S. pyogenes, Haemophilus influenza, Chlamydia trachomatis
- Trimetoprim exerce efeito sinérgico quando utilizado com uma sulfonamida.
Sulfametoxazol-trimetoprim = co-trimoxazol.
Ácido dihidrofólico
Ácido fólico
MECANISMO DE AÇÃO DE ALGUMAS DROGAS NA CÉLULA BACTERIANA
ß-lactamases
(gram negativas)
CROMOSSOMO E PLASMÍDIO
ß-lactamases
(gram positivas)
Novobiocina
(DNA-girase, síntese de DNA)
Membrana externa
Porina
Peptoglicano
Quinolonas
(DNA-girase, síntese de DNA,
permeabilidade)
Espaço periplasmático
PBP
Metronidazol
(DNA, fragmentação)
Mitomicina
síntese e fragmentação)
RIBOSSOMOS E mRNA
Aminoglicosídio
30s, síntese protéica)
PABA
ANÁLOGOS ESTRUTURAIS
Ácido fólico
Sulfonamida
(Dihidropteroato-sintetase,
inibe a reação)
(DNA,
(Rib.
Tetraciclina
síntese protéica)
(Rib. 30s,
Clorafenicol
síntese protéica)
(Rib. 50s,
(FH4)
inibe
PBP
PAREDE
Eritromicina
50s, síntese protéica)
(Rib.
Penicilina, Cefalosporina, Imipenem
síntese)
Lincomicina
50s, síntese protéica)
(Rib.
Glicopeptídeos (acil-D-alanil-alanina, síntese)
Rifamicina
polimerases, síntese mRNA)
Trimetropim
(Dihidrofolato redutase,
a reação)
Cicloserina (análogo D-alanina, síntese)
(RNA-
Bacitracina (Defosforilação do pirofosfato, síntese)
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
(PBP,
Polimixina
(desestruturação
e alteração das propriedades
osmóticas - toxicidade)
Antibiograma
• Finalidade
–Avaliar in vitro a interação fármaco x bactéria
•Determinando a sensibilidade
•Concentração mínima inibitória
Orientar o Tratamento
33
METODOLOGIAS
Avaliação QUALITATIVA
DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
Avaliação QUANTITATIVA
DILUIÇÃO EM CALDO
Macrodiluição
Microdiluição
DILUIÇÃO EM ÁGAR
AUTOMATIZADOS
ETEST
34
Método da Difusão em ágar
• FUNDAMENTO
(Técnica de Kirby-Bauer)
Os antibióticos impregnados nos discos, difundem
no ágar e formam um halo de inibição ao seu redor
quando encontram bactérias sensíveis. As bactérias
resistentes
crescem
próximo
ao
disco,
não
ocorrendo a formação de halo
35
TESTE DE DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
Princípio do método
36
Método de Kirby-Bauer
• Discos de papel de filtro impregnados com
concentrações fixas de antimicrobianos
• Conforme nível sérico do fármaco a partir de doses padrões
• Não há resultados numéricos – halos em mm
– Interpretação – R, I, S – tabelas padrões
37
TESTE DE DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
Utilizado rotineiramente
Fácil execução
Flexibilidade na escolha dos antibióticos
Reprodutibilidade nos resultados
Padronização dos resultados
Baixo custo
38
Teste de sensibilidade aos
antimicrobianos
Leitura e Interpretação
mm
39
MEIO MUELLER- HINTON
Reprodutibilidade do teste.
Baixo teor de inibidores de sulfonamidas, trimetoprim
e tetraciclinas.
Permite crescimento satisfatório da maioria dos
patógenos.
Grande número de dados e experiência com o meio.
40
TESTE DE DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
O que devemos saber sobre os meios?
Hidratar e autoclavar
60 a 70 mL
150 mm
25 a 30 mL
90 mm
pH
4 mm
7.2 a 7.4
Conservação
2 a 8o C
Teste de esterilidade
41
TESTE DE DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
O que devemos saber sobre os meios?
Umidade
Efeito da Timidina ou Timina
Inibidores das sulfonamidas e trimetoprim.
Conservação
2 a 8 oC
Teste de esterilidade
Efeitos da variação de Magnésio e Cálcio
42
Inóculo
3 a 5 colônias
4 a 5 mL de caldo ou salina
Ajustar a turbidez
0,5 McFarland
1 a 2 x 108 UFC/mL
Estabilizar 15 min.
43
Inoculação
Superfície do ágar não deve estar
úmida
Inoculação homogênea
Esperar diminuir a umidade antes da
aplicação dos discos
44
45
46
DISCOS
• Agente antimicrobiano em concentração padronizada
– Correlacionada com a obtida na corrente circulatória
• Conservação dos discos – em geladeira ou congelados
• Temperatura ambiente para uso
• Observar prazo de validade
• Uma vez colocados – não remover disco – pois a difusão da droga
inicia imediatamente
47
TESTE DE DISCO DIFUSÃO EM ÁGAR
Discos
Conservação
8oC ou
freezer (não “frost free”)
Imipenem, Ertapenem Cefaclor e combinações de ác.clavulânico
Retirar do refrigerador ou do freezer até
2 horas antes do uso
Evitar umidade
Data de validade
48
Incubação
•
•
•
•
Imediatamente após colocação dos discos
No máximo 15 minutos
Estufa bacteriológica -35-37°C
Tempo de incubação:16 a 18 horas
49
LEITURA
• Deve haver crescimento confluente.
• Colônias isoladas indicam inoculo
insuficiente-Teste deve ser repetido.
• Medida do diâmetro do halo é realizada em mm.
50
Discos utilizados nos testes
 Utilizam-se discos de concentração única e adequada,
para cada antibiótico, à obtenção de halos de inibição
indicadores do grau de sensibilidade de diferentes
bactérias.
51
INTERPRETAÇÃO
• Após medida do halo
– Consultar tabela para classificar nas categorias
Sensível:
– A infecção pode ser adequadamente tratada utilizando o antimicrobiano na
dose recomendada para aquele tipo de infecção.
Intermediário:
_ Inclui isolados cujo MIC se aproxima dos níveis obtidos no sangue e tecidos –
mas apresenta resposta menor do que a microorganismos sensíveis.
Resistente:
– Não é inibida pelas concentrações usuais.
52
Parâmetros para Interpretação
• a) Concentração mínima inibitória (C.M.I.) - dose mínima de
antibiótico que, adicionada ao meio de cultura (líquido ou
sólido), é capaz de inibir totalmente o crescimento de um
inóculo padrão;
• b) Zona de inibição ( Z.I.) - diâmetro do halo estéril em torno
do disco, em placas semeadas com as mesmas cepas
bacterianas.
53
CIM
• Concentração de antimicrobiano
– No sítio da infecção
• Necessária para inibir o crescimento da bactéria
infectante.
• Valor numérico (mg/mL)
– Útil para ajuste de dose
54
Etest®
Difusão
55
56
E-test - MIC
• O
MIC
expressa
a
concentração
mínima
do
antimicrobiano que é necessária para inibir o crescimento
do microrganismo que está sendo avaliado. Existem
tabelas para a conversão desses valores em R, I ou S,
sendo que no Brasil é normalmente utilizada a tabela
preparada pelo National Committe for Clinical Laboratory
Standards (CLSI), órgão americano responsável pela
padronização de testes laboratoriais.
57
Interpretação do Etest
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Interpretando a CIM
SENSÍVEL OU SUSCEPTÍVEL (S)
• CIM < Concentração atingida no sítio (sangue) após dose
padrão
– A infecção pode ser tratada
• Com a dose recomendada

A categoria susceptível implica que a infecção causada
pela cepa bacteriana isolada pode ser adequadamente
tratada com a dosagem do antimicrobiano recomendada
para o tipo de infecção e o agente infeccioso.
-Desde que não haja contra indicação.
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Resistente (R)

A categoria resistente inclui isolados que não são inibidos
pelas concentrações usuais do antimicrobiano na dosagem
padrão e/ou falha quando um específico mecanismo de
resistência é expressado.
Intermediária (I)
 A categoria intermediária inclui isolados cujos MICs são
próximos aos do sangue e tecidos. Ela permite a aplicabilidade
do antimicrobiano em infecções em sítios onde as drogas são
fisiologicamente concentradas ou quando doses maiores
podem ser utilizadas.
60
Sistema MicroScan
•Sistema MicroScan (Dade Behring™) - AutoScan-4 e WalkAway 40 ou 96
Walkaway 40 e 96
AutoSCAN - 4
Painel
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