CURS 3GENETICA BACTERIAN

Obiectul geneticii n general, deci i al geneticii bacteriene, l constituie studiul ereditii organismelor vii, definit drept capacitatea organismelor vii de a transmite descendenilor caracterele lor distinctive. Modificarea zestrei ereditare a bacteriilor, cu apariia de noi tulpini bacteriene mai agresive prin virulen i rezisten la chimioterapice definete variabilitatea bacterian.Ereditatea bacterian Totalitatea caracterelor genetice poteniale reprezint informaiile genetice pe care le posed un anumit organism, constituind genotipul acestuia. Nu toate aceste caractere sunt exprimate la un moment dat; totalitatea caracterelor manifestate de organism la un moment dat constituie fenotipul su. Modificrile fenotipului n timpul vieii unui organism nu se transmit descendenilor, n timp ce modificrile survenite n genotip vor afecta i descendenii.Totalitatea determinanilor genetici ai unui organism constituie genomul acelui organism, genom care este alctuit din repliconi, formaiuni genetice ce se pot replica independent: cromozomul bacterian elemente genetice extracromozomiale (plasmide, genomul bacteriofagilor) elemente genetice transpozabile (fragmente de inserie i transpozoni Tn)Unitatea funcional a materialului genetic este reprezentat de gen, iar regiunea ocupat pe cromozom de o anumit gen este denumit locus genetic.

Celulele bacteriene sunt haploide, n sensul c au un singur set de determinani genetici, n contrast cu caracterul diploid al celulelor somatice ale organismelor superioare, la care exist dou seturi distincte de determinani.

Cromozomul bacterian este unic, circular, cu o lungime de 1 nm i lipsit de membran.Structura dublu spiralat a ADN-ului permite replicarea lui identic semiconservativ, spirala deschizndu-se la locul iniial al replicrii sub aciunea unei ADN-giraze; pe fiecare spiral se va sintetiza o nou spiral, complementar, sub aciunea ADN-polimerazei din direcia captului 5 terminal spre captul 3 terminal.

Transcripia materialului nuclear reprezint transcrierea codului genetic de pe ADN pe ARNm, la care particip o ARN polimeraz ADN dependent. Acest proces se declaneaz la nivelul promotorului, loc de legare i recunoatere situat deasupra genei sau genelor din ADN care codific ARNm, coninnd o secven de 3 nucleotide numit situs start, de aici ncepnd sinteza ARN.

Translaia definete concretizarea ARNm la nivelul robozomilor, prin secvena de aminoacizi sintetizai n cadrul unui polipeptid, crora le confer o specificitate temporar pentru sinteza respectiv. Un ribozom poate lua parte la sinteza unui lan polipeptidic deoarece conine pe suprafaa sa 3 situsuri specifice de legare a moleculelor de ARN:- situsul P (peptidil-ARNt) ine legat o molecul de ARNt la care este ataat lanul polipeptidic n cretere, ARNt fiind corespunztor ultimului codon citit.- situsul A (aminoacil ARNt) ine legat o molecul de ARNt care aduce urmtorul aminoacid n vederea atarii, la lanul polipeptidic, aminoacid ce corespunde urmtoarei citiri de codon.- situsul de legtur a ARNm, care asigur asocierea ARNm cu ribozomul, n aa fel nct 2 codoni succesivi de pe molecula de ARNm s fie dispui n dreptul situsurilor A i P.

Schematic se pot delimita mai multe etape n procesul de translaie:- ataarea ARNm la ribozomi, proces ce implic iniial doar subunitatea ribozomal 30S.- iniierea sintezei lanului polipeptidic, declanat de un codon de iniiere (AUG sau GUG), codon recunoscut de o specie ARNt special care transport metionina formilat (Met.f).

Elemente genetice extracromozomiale sunt reprezentate de plasmide i bacteriofagi.A. Plasmidele sunt formaiuni genetice autonome, extracromozomiale, libere n citoplasm, constituite din molecule circulare de ADN, care se replic independent de cromozom. Lungimea moleculei plasmidelor este de 1-50 nm, au greutatea de 2-3 milioane perechi de baz i sunt descrise peste 1000 de tipuri.Sunt descrise mai multe tipuri de plasmide:conjugative: plasmidele care se pot transfera singure la alte bacterii (ex. plasmide R -de rezisten la antibiotice).neconjugative: pot prsi bacteria numai prin intervenia unui alt plasmid conjugativ sau a unui bacteriofag (ex. plasmidul ce codific secreia de lactamaz la stafilococul auriu).episomi: plasmide care prin mecanismul de recombinare se pot integra n cromozomul bacterian, urmnd replicarea acestuia; integrarea se face prin scindarea inelului cromozomial, integrare i apoi refacerea inelului.

Din aceast categorie face parte factorul de sex F plasmidul F factor de fertilitate, care se poate transmite altor celule bacteriene prin conjugare, codificnd sinteza unui canal de conjugare, pilul F.

n funcie de prezena n celul a acestui factor se descriu 4 tipuri de bacterii:F-, bacterii femele, nu au factor F, nici pili sexualiF+, bacterii mascule, au factor F i pili sexualiHfr (high frequency recombination), au factor F i o nalt frecven de recombinare. Sunt celule masculine.F`, au factor F autonom n citoplasm, dup desprinderea prealabil a lui din cromozom, din care pstreaz un fragment ADN. Sunt celule donoare masculine.

ntre celula F+, mascul sau donoare i celula F-, femel sau acceptoare, are loc un transfer de material genetic, plasmide sau chiar fragmente din genom.

nc dou categorii de plasmide sunt importante n practica medical i anume:plasmidele de virulen posed determinani genetici pentru sinteza unor factori de virulen la bacterii (ex. secreia de enterotoxin la E. coli, factorului de colonizare la aceeai bacterie, hemolizina la stafilococul auriu, invazivitatea la Shigella).plasmidele R- de rezisten la chimioterapice, care sunt de dou feluri: factorul FTR care comand genetic transferul rezistenei de la o celul rezistent la o celul sensibil la chimioterapice i determinanii R care codific sintezele responsabile de rezistena propriu-zis.

B. Bacteriofagul paraziteaz celula bacterian, fiind un virus adaptat. Se poate prezenta sub 2 forme:- forma virulent se multiplic pe seama bacteriei, pe care ulterior o lizeaz.- forma de profag, sau bacteriofag temperat se include n genomul bacterian putnd aduce noi caractere bacteriei prin transducie, ulterior replicndu-se simultan cu acesta.

Variabilitatea la bacteriiDac ereditatea reprezint pstrarea caracterelor de specie, a ADN-ului cromozomial, prin replicare semiconservativ, variabilitatea reprezint apariia unor modificri fenotipice la celulele fiice, care pot fi de scurt durat sau definitive.Variaiile sunt de dou tipuri:variaii fenotipice adaptative presupun apariia unor modificri fenotipice la descendeni sub influena unor condiii de mediu, fr nici o modificare a genomului bacterian.variaii genotipice sunt definitive, apar prin modificarea genomului i se transmit la descendeni prin replicare. Asistm la apariia de modificri ale caracterelor morfologice, de cultur, biochimice, de patogenitate, de sensibilitate la factori fizici, chimici, biologici, ale bacteriilor.

Modificrile la nivelul materialului genetic au loc prin:mutaii geneticetransfer i recombinare genetic.

MutaiaReprezint modificarea spontan a genomului bacterian, modificare ce presupune schimbarea secvenei de nucleotide dintr-o gen, iar celula care a suferit aceast modificare poart numele de mutant.Mutaiile pot fi: spontane prin greeli de copiere n timpul autoreplicrii datorit vitezei rapide de autoreplicare din perioada de diviziune exponenial.induse prin intervenia unor ageni mutageni precum radiaii X, UV, derivai acridinici, ageni alchilani, ageni care selecteaz mutanta care va duce la apariia unei populaii bacteriene cu proprieti noi.Selecia mutantelor poate fi relativ (se produce ntr-o populaie bacterian iniial sensibil la aciunea unui presor selectiv, indivizii bacterieni selectai fiind totui n minoritate) sau absolut (prin rata crescut de multiplicare a mutantelor asistm la apariia unei populaii bacteriene rezistent la presorul selectiv.

Mutaiile pot fi:punctiforme afecteaz un singur nucleotid n cazul unei gene i sunt reversibile. inseria i deleia reprezint adugarea, respectiv pierderea a dou pn la sute sau chiar mii de nucleotide, procesul fiind ireversibil. mutaii secundare sunt de 2 feluri: mutaii reverse (restabilesc o secven nucleotidic modificat) i mutaii supresoare (permit exprimarea funciei anterioare a unei gene care a suferit o mutaie, fr restabilirea codonilor iniiali, fapt posibil sintezei unui ADN capabil s citeasc un codon non-sens).

Transferul de material genetic

Necesit dou celule bacteriene, una denumit donoare de la care se face transferul de material genetic, cealalt receptoare. Materialul transferat este reprezentat de fragmente de ADN sau ntregul genom al celulei donoare i, n general, se realizeaz n cadrul aceleiai specii sau ntre specii bacteriene nrudite. Se descriu 4 modaliti de realizare a transferului genetic la bacterii:

a transformareab transduciac conjugaread transpoziia

a. Transformarea reprezint transferul materialului genetic sub form de ADN pur de la o celul donor (eliberat prin liza acesteia sau prin extracie chimic) la una receptor.

Celula bacterian receptoare preia molecula de ADN transformant din cromozomul celulei donoare cnd se afl n aa numita stare de competen i care apare de obicei n faza experimental. Celulele competente ar avea pe suprafaa lor un antigen special, numit factor de competen, a crui sintez este reglat genetic, cu particulariti legate de specie; n paralel asistm i la modificarea structurii peretelui celular, care devine mai poros, favoriznd legarea ADN-ului transformant.

b. Transducia reprezint transferul de material genetic de la o celul bacterian la alta, prin intermediul bacteriofagilor, acetia purtnd numele de transductori, iar bacteriile transductani. Unii bacteriofagi au capacitatea de a transfera orice gen bacterian (transducie generalizat) sau numai anumite gene (transducie specializat).Transducia generalizat are loc prin intermediul fagilor litici (viruleni) ceea ce face posibil ca orice gen din cromozomul bacterian s fie ncorporat n particula fagic ce devine fag transductor, putnd astfel transmite aceste gene la alte bacterii receptoare. Transducia specializat (restrictiv, localizat) este mediat de fagii temperai (profagi) care au proprietatea de a transfera eficient un numr restrns de gene bacteriene care sunt situate n apropierea situsului de legare a profagului, n cromozomul bacterian.

Bacteriile care au integrat n cromozomul lor un profag sunt n stare de lizogenie. n anumite condiii, se produce un proces de derepresie i genomul bacteriofagului prsete cromozomul bacterian putnd detaa din el un fragment de ADN. Acest bacteriofag este defectiv dar are capacitatea de ptrundere n alt celul bacterian integrndu-se n cromozomul acesteia sub form de profag, codificnd diferite caractere care se vor manifesta fenotipic la noua celul gazd. Transducia specializat trebuie difereniat de conversia lizogen n care noile proprieti ale celulei receptoare sunt induse chiar de genomul bacteriofagului temperat.

c. Conjugarea reprezint transferul de material genetic cromozomial (prin intermediul factorului F+) sau extracromozomial (plasmide) de la o celul bacterian donoare la alta receptoare prin contact direct (ataare), contact realizat prin formarea unor puni ntre fimbriile de pe suprafaa lor. Factorul F+ poate fi situat n cromozomul bacterian (caz n care faciliteaz transferul unor gene cromozomiale) sau ntr-un plasmid (pe care l transfer). Celulele care au F+ integrat n cromozom se numesc Hfr (high frequency of recombination), deoarece pot transfera material genetic cu o frecven mare, ceea ce duce la recombinarea unor gene din cromozomul bacteriei donoare cu cele din celula receptoare, putndu-se transfera cromozomul n ntregime din celula donoare.Conjugarea plasmidelor este posibil prin prezena n acestea a genelor de transfer tra care fac posibil sinteza sex-pilului i transferul plasmidului. Subliniem importana plasmidelor conjugative de rezisten -R.Conjugarea debuteaz prin sinteza sex-pilului care va adera de receptorii specifici de pe peretele bacteriei receptoare. Dup formarea legturilor dintre cele dou celule bacteriene are loc replicarea de transfer a plasmidului: o caten parental de ADN rmne n celula donor, iar cealalt trece n celula receptor, pe a cror tipar se sintetizeaz catene complementare.La bacteriile gram pozitive, celula receptoare produce un peptid (sex pheromon) care induce sinteza unor substane proteice de agregare ctre celula donoare, cu afinitate pentru unele substane adezive de pe receptor, cu apariia unei puni intercelulare prin care are loc transferul de material genetic.

d. Transpoziia reprezint integrarea ntr-un genom a unui element genetic transpozabil din aceeai molecul de ADN sau din alta, prezent n aceeai celul.

n funcie de structur i mecanismul de translocare, elementele genetice transpozabile se clasific n 3 clase:clasa I cuprinde secvenele de inserie (IS) i transpozonii compui, a cror transpoziie se face pe baza translocrii conservative, secvena transpozabil mutndu-se de pe repliconul donor pe cel receptor fr reduplicarea transpozonilor.clasa II conine transpozonii A (TnA), care se transloc dup modelul transpoziiei replicative, cu participarea a dou enzime: transpozaza i rezolvaza (desface produsul intermediar cointegrat- format ntre repliconul donor i receptor). n aceast clas sunt coninute genele ce codific enzimele necesare transpoziiei i o gen ce confer un anumit caracter bacteriei. clasa III cuprinde bacteriofagii transpozabili (fagul Mu i D108).

CHIMIOTERAPIA ANTIBACTERIAN

Prin chimioterapie se nelege tratarea chimic a unei boli, folosirea de substane chimice, naturale sau sintetice, cu scopul de a inhiba i distruge germenii patogeni n organismul infectat, fr lezarea celulelor gazd. Iniial, noiunea de chimioterapic se referea la substanele antimicrobiene obinute prin sintez chimic, iar cea de antibiotic la cele de origine biologic, secretate de unele bacterii sau mucegaiuri. Ulterior, unele antibiotice au fost obinute mai uor pe cale chimic dect pe cale biologic.

Din aceste considerente, astzi, noiunea de chimioterapic include substanele utilizate n tratamentul infeciilor indiferent de proveniena lor.

Utilizarea n timp a acestor chimioterapice, nu de puine ori abuziv i nejustificat, a dus la apariia unui fenomen nedorit i anume la fenomenul de chimiorezisten a tulpinilor bacteriene.

Clasificarea chimioterapicelorSe face dup multiple criterii, cum ar fi structura chimic, originea, mecanismul de aciune, spectrul de activitate.

A. Dup structura chimic: se disting chimioterapice:beta lactamine: 1. penicilinepenicilina G injectabilalte antibiotice:cloramfenicoltetraciclinemacrolide:

- eritromicin- oleandromicin- spiramicin- lincomicin- clindamicin- acid fusidic- novobiocin- vancomicin- rifampicinchimioterapice antibacteriene considerate non antibiotice:

sulfamidetrimetroprimacid nalidixicnitrofuraneisoniasidaacid paraaminosalicilicpenicilina depozitMoldaminpenicilin G administrare oralampicilinoxacilincloxacilincarbenicilin2. cefalosporine:cefalotinceftazolincefamicin3. aminoglicozide:streptomicinakanamicinagentamicinaneomicin4. polimixine:polimixina Bpolimixina E (colimicin)

B. Dup origine, se descriu:- antibiotice produse de microorganisme (penicilina, polimixina).- produi de semisintez, obinui n laborator pe baza unui nucleu sintetizat de microorganisme (meticilina).- produi de sintez chimic integral (sulfamide, peniciline sintetice)C. Dup scopul utilizrii, se disting chimioterapice:- antibacteriene- antivirale- antifungice- antiparazitareD. Dup spectrul de activitate- chimioterapice cu spectru larg (cloramfenicol, tetracicline, ampicilina, sulfamidele, cefalosporinele).- chimioterapice cu spectru ngust, avnd aciune predominant asupra:bacteriilor gram pozitive (majoritatea penicilinelor, eritromicina, streptomicina, clindamicina).unor bacterii gram negative (clindamicina, kanamicina, sulfamide, gentamicin, cefalosporine).bacilului tuberculos (streptomicina, hidrazida acidului izonicotinic, acidul paraaminosalicilic).spirochetelor (penicilina, salicilatul de bismut)

E. Dup modalitatea n care i exercit efectul antibacterian:chimioterapice bacteriostatice: mpiedic multiplicarea bacterian (cloramfenicol, sulfamide)chimioterapice bactericide: exercit efect letal asupra celulei bacteriene n faza de cretere logaritmic (penicilina) sau n faza de lag (streptomicina)

F. Dup mecanismul de aciune:chimioterapice cu aciune asupra elementelor structurale de suprafa ale bacteriei (perete celular, membrana citoplasmatic).chimioterapice ce interfer cu sinteza proteinelor bacterienechimioterapice ce interfer cu sinteza acizilor nucleici din bacterii

Mecansimele de aciune ale chimioterapicelor

La ora actual sunt recunoscute mai multe mecanisme de aciune ale chimioterapicelor: antagonism metabolic competitivinhibiia sintezei peretelui celular bacterianalterarea funciei membranei citoplasmaticeinhibiia sintezei proteice bacterieneinhibiia sintezei de acizi nucleici bacterieni

Antagonism metabolic competitivPrin acest mecanism acioneaz sulfamidele, acidul paraaminosalicilic, sulfonele, trimetroprimul. Structura sulfamidelor este similar acidului paraaminobenzoic, esenial pentru activitatea lor fiind gruparea paraamino-. n cazul n care chimioterapicul depete cantitatea, acidul paraaminobenzoic (necesar sintezei acidului folic) l va nlocui pe acesta n metabolismul bacterian, blocnd astfel sinteza de acid folic i implicit pe cea de ADN.Acidul paraaminosalicilic, avnd structura asemntoare cu acidul paraamninobenzoic, se presupune c recunoate ca aciune tot antagonismul metabolic; posed aciune tuberculostatic.

Inhibitori ai sintezei peretelui celulara. Betalactaminele inhib sinteza peretelui celular prin legarea lor de enzimele care intervin n faza final a acestui proces. Aceast inhibiie se soldeaz cu mpiedicarea legrii transversale a lanurilor de polizaharide, cu acumularea subunitilor de murein care activeaz un sistem enzimatic autolitic ce duce la liz bacterian. Diferena de susceptibilitate a bacteriilor gram pozitive i gram negative la diferite betalactamine depind de unele deosebiri n compoziia chimic a peretelui celular care influeneaz ptrunderea sau legarea antibioticului.Rezistena bacteriilor la betalactamine apare fie ca urmare a secreiei de betalactamaze care inhib antibioticul nainte de legarea sa de peretele bacterian (penicilinaze i cefalosporinaze, ce prezint activitate ncruciat), fie prin scderea permeabilitii nveliurilor bacteriene i modificarea antibioticului nct acesta nu se mai poate lega de structurile bacteriene respective. Ca urmare a acestui ultim fenomen, adic modificarea proteinelor din peretele celular de care se leag betalactaminele, confer tulpinii respective rezisten la toate betalactaminele. Acest tip de rezisten este apanajul tulpinilor de stafilococi izolate din mediul spitalicesc, tulpini rezistente la meticilin, rezisten ce semnific rezisten la toate betalactaminele.Din grupul betalactaminelor fac parte:penicilinele semisintetice cu spectru mai larg i stabile fa de penicilinaze.

b. Glicopeptidele, sunt polipeptide cu molecula mare, cu spectrul de aciune numai pe bacteriile gram pozitive. n aceast categorie sunt incluse vancomicina i teicoplanina, ele interfernd elongaia peptidoglicanului.

c. Bacitracina, care mpiedic sinteza peretelui celular prin inhibiia unei enzime ce transport precursorii peptidoglicanului, altereaz membrana celular i perturb transcripia ARN. Este indicat n tratamentul local al infeciilor cutanate.

d. Izoniazida, cicloserina i etionamida, prima acionnd prin inhibarea a dou enzime ce catalizeaz sinteza peretelui celular, iar ultimele interfernd multiplicarea germenilor la mai multe nivele. Se utilizeaz n tratamentul tuberculozei.

Alterarea funciei membranei citoplasmatice.Acest mecansim de aciune l ntlnim la polimixina B i E (colistin), amfotericin B, imidazol, gramicidin, la care gruprile amino libere distrug structurile fosfolipidice ale membranei celulare, ceea ce permite ieirea din celul a proteinelor, nucleotidelor purinice i pirimidinice, a apei, fapt ce duce la moartea celular.Sunt active numai pe bacilii gram negativ, inclusiv Pseudomonas, cu excepia speciilor de Proteus. Sunt indicate n tratamentul otitelor externe, infeciilor oculare i cutanate. Amfotericina B acioneaz mai ales asupra fungilor.

Inhibiia sintezei proteice bacterienea. Aminoglicozidele i exercit efectul bactericid prin blocarea legrii formylmethionyl ARNt de ribozomi (mpiedicnd iniierea sintezei lanurilor polipeptidice) i decodificarea incorect a informaiei de pe ARNm prin legarea lor ireversibil de ribozomi.Aciunea antibacterian se exercit cu predominan pe bacilii gram negativi, dar i pe unele bacterii gram pozitive, iar streptococii i germenii anaerobi sunt rezisteni n mod natural.

b. Cloramfenicolul mpiedic producerea legturilor peptidice ntre aminoacizi prin blocarea aciunii peptidil transferazei, care este localizat pe subunitatea 50S. Acioneaz asupra bacteriilor gram pozitive, gram negative, chlamydii, rickettsii.

c. Tetraciclinele (Tetraciclina, Oxitetraciclina, Doxiciclina, Clortetraciclina, Vibramicina, etc) inhib sinteza proteic prin blocarea atarii moleculelor de aminoacyl-ARNt de ribozomi. Posed un spectru de aciune foarte larg ce se exercit practic pe toate bacteriile inclusiv pe mycoplasme, chlamydii i ricketsii. Se leag de subunitatea 30S a ribozomilor bacterieni, blocnd legarea ARNt de complexul ribozom ARNm mpiedicnd introducerea de noi aminoacizi n locusul polipeptidic.

d. Macrolidele se leag de ribozomi blocnd translocarea lanului peptidic n timpul sintezei sale.

e. Lincosamidele se leag de ribozomii celulelor bacteriene blocnd formarea legturii peptidice. Reprezentanii acestui grup de chimioterapice sunt Lincomicina i Clindamicina, ultima fiind mai activ pe germeni din genul Clostridium i Bacteroides.

f. Acidul folic blocheaz sinteza proteic prin legarea sa de factorul de elongaie al lanului polipeptidic, de guanozin fosfat i de ribozomi. Acioneaz asupra cocilor gram pozitivi, recomandndu-se n infeciile cu stafilococi rezisteni la betalactamine

Inhibiia sintezei acizilor nucleici bacterienia. Rifampicina se leag de ARN-polimeraza ADN-dependent, blocnd sinteza de ARN. Este activ pe cocii gram pozitivi, inclusiv pe stafilococii meticilino-rezisteni, precum i pe bacilul tuberculos.

b. Quinolonele sunt chimioterapice de sintez care blocheaz ADN-giraza care rspunde de suprahelicarea ADN.

Rezistena fa de chimioterapice

Dac introducerea chimioterapicelor n terapia infecioas a nsemnat un beneficiu enorm pentru bolnavi, pe msura utilizrii acestora nu de puine ori fr indicaie, sau chiar abuziv, am asistat la apariia unui fenomen nedorit, reprezentat de instalarea rezistenei bacteriilor la aceste substane.Exist dou tipuri de rezisten a bacteriilor la chimioterapice:Rezistena natural este determinat genetic i este un caracter de specie. Unele bacterii nu prezint enzime-permeaze necesare anumitor antibiotice pentru a traversa membrana celular, iar altele elaboreaz enzime ce distrug chimioterapicele.Rezistena dobndit, care apare la unele tulpini natural sensibile la chimioterapice. Acest tip de rezisten poate fi adaptativ (indus de chimioterapice sau ali factori externi att timp ct dureaz aciunea acestora; nu se transmite genetic; bacteriile pot avea n genom determinani genetici pentru rezisten, n mod normal represai, iar antibioticul ca inductor depresnd genele respective) sau definitiv (apare ca urmare a modificrilor ireversibile ale ADN-ului cromozomial i extracromozomial, att la nivelul genelor de structur ct i celor de control; se transmite descendenilor care devin rezisteni.

La ora actual se cunosc dou mecanisme ale rezistenei la chimioterapice:mecanismele genetice (genotipice) reprezentate de mecanismele variabilitii bacteriene: mutaia i adaosul de material genetic (transformarea, tranducia, conjugarea i transpoziia). mecanismele non-genetice (fenotipice) sunt mai puin importante.

Mecanismele genetice (genotipice) Transferul rezistenei genetice se face fie prin transferul unui fragment de ADN care conine gene capabile s confere rezistena fa de un chimioterapic (se realizeaz prin transformare, tranducie, conjugare), fie prin transferul unor determinani genetici extracromozomiali (episomi sau plasmide) responsabile de rezistena la un chimioterapic, transfer controlat genetic de un factor de transfer al rezistenei RTF care trece de la o celul la alta prin conjugare sau transducie.Se cunosc dou tipuri de rezisten genotipic:rezistena ntr-o singur treapt (streptomicina): mutantele rezistente aprute ca urmare a expunerii la chimioterapic sunt fie de joas, fie de foarte nalt rezisten.rezistena n dou trepte (Penicilina, Cloramfenicol, Tetracicline), iniial aprnd mutante cu rezisten joas uniform pentru ca n a doua treapt (a doua multiplicare bacterian) s apar mutante cu rezisten nalt i uniform.

Mecanismele non-genetice (fenotipice)

Aceste mecanisme constau n:inactivitatea metabolic a celulei bacteriene. Este cunoscut faptul c o serie de antibiotice acioneaz numai n faza de multiplicare a bacteriilor.De exemplu, micobacteriile supravieuiesc n esuturi ani de zile inactive din punct de vedere metabolic, nefiind astfel inta chimioterapicelor bacteriostatice.lipsa intei de atac pentru chimioterapic. Aici amintim formele L ale bacteriilor, forme care neavnd perete celular, sunt rezistente la chimioterapicele ce acioneaz la acest nivel.

Cile metabolice prin care se realizeaz rezistena la chimioterapice sunt:producerea de ctre bacteriile rezistente a unor enzime ce distrug chimioterapicul (penicilinaza, acetiltransferaza).scderea permeabilitii microorganismului la chimioterapic.sinteza de ctre celula bacterian n cantitate crescut a metabolitului fa de care chimioterapicul acioneaz prin antagonism metabolic.dezvoltarea unei ci metabolice secundare pentru sintez, ocolind calea blocat de chimioterapic prin antagonism bacterian.modificarea structurii proteinelor ribozomale.

Odat cu apariia rezistenei la chimioterapice, au fost descrise mai multe fenomene nedorite i anume:

rezistena ncruciat (instalarea rezistenei fa de chimioterapice cu care germenii nu au venit n contact, mai ales n cadrul chimioterapicelor nrudite din punct de vedere chimic);fenomenul de dependen (bacterii ce nu mai pot supravieui dect n mediul cu chimioterapic);apariia fenomenelor de hipersensibilitate de tip imediat (Penicilina) i ntrziat (hepatit cronic activ, unele colagenaze);tulburarea echilibrului ecologic al florei bacteriene normale, cu apariia florei condiionat patogene;declanarea ocului endotoxic ca urmare a distrugerii masive n scurt timp a bacteriilor gram negative;toxicitatea relativ a unor chimioterapice (leziunile nervului acustic streptomicina, kanamicin, anemia secundar cloramfenicol);avitaminoze prin distrugerea florei saprofite intestinale ce particip la sinteza vitaminelor B i K;efecte imunosupresive prin deprimarea limfocitelor ajuttoare n cazul eritromicinei, cloramfenicolului, sau prin exacerbarea funciei inhibitorii a limfocitelor T supresoare n cazul cloramfenicolului.efecte teratogene i alte modificri genetice n urma administrrii cloramfenicolului.

Chimioterapicul antiinfecios ideal ar trebui s aib urmtoarele caliti: toxicitate selectiv pentru celula bacterian, spectrul larg de aciune, activitate bactericid, lipsa toxicitii pentru macroorgansime, timp lung de njumtire, penetraie optim n esuturi. Uneori, n vederea lrgirii spectrului de aciune sau ntrzierii instalrii rezistenei la antibiotice a tulpinilor microbiene, se apeleaz la utilizarea concomitent a dou sau mai multor chimioterapice.

n cazul acestei modaliti de administrare nu trebuie omis faptul c aceste chimioterapice pot aciona n mod diferit:indiferent aciunea nu se influeneaz reciproc.aditiv aciunea este mai puternic dect suma activitilor individuale (trimetroprim + sulfametoxazol)antagonic aciunea este mai mic, regsindu-se n asocierea chimioterapicelor bacteriostatice cu cele bactericide.starea pacientului trebuie inut seama de stadiul bolii, eventualele afeciuni asociate, statusul imunologic al pacientului.

Alturi de cele semnalate mai sus, se recomand evitarea folosirii n aceeai secie pentru timp ndelungat a aceluiai set de chimioterapice, schimbarea periodic a acestuia, pstrarea unora de rezerv, precum i punerea la dispoziia personalului medical a datelor referitioare la rezistena dobndit a germenilor pe plan local i naional.