Inicio › Resistencia Bacteriana › Generalidades Resistencia Antibiótica › Mecanismos de Resistencia BacterianaMecanismos de resistencia bacteriana
Las bacterias pueden defenderse de los efectos de los antibióticos utilizando diferentes mecanismos de resistencia, logrando así que la mayoría de los antibióticos no cumplan su función. En la actualidad es común que una sola bacteria tenga más de un mecanismo de resistencia lo que representa un problema para las instituciones de salud.
Resistencia por enzimas que inactivan antibióticos
Es un mecanismo que consiste en la inactivación del antibiótico por acción de enzimas que en su mayoría hidrolizan el antibiótico dejándolo sin efecto, estas enzimas son codificadas por genes que pueden encontrarse en el cromosoma o en elementos genéticos móviles y van a facilitar su diseminación entre bacterias.
Las enzimas más recientes y comunes que se conocen inactivan antibióticos son las β-Lactamasas y carbapenemasas, quienes actúan contra un amplio espectro de antibióticos como penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos y carbapenémicos.
Un ejemplo es la enzima carbapenemasa KPC, se encuentra codificada por el gen blaKPC, el cual generalmente se localiza en un elemento genético móvil, y le confiere la capacidad de compartir esta información genética con otras especies y familias de bacterias; esta enzima tiene la capacidad de hidrolizar eficientemente penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos y, menos eficientemente, las cefamicinas y los carbapenem.
Elementos Genéticos Móviles (EGM)
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Es material genético capaz de trasladarse de una región a otra del genoma y/o de un organismo a otro, lo último contribuye a la transferencia horizontal de genes
Movimiento de material genético entre organismos no relacionados, contrario a la transferencia vertical de genes que se da de padres a su descendencia).
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En el ámbito hospitalario se presentan bacterias resistentes a varios antibióticos capaces de “compartir“ su resistencia con bacterias de otra especie .
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Las enzimas betalactamasas y carbapenemasas se han diseminado en su mayoría por elementos genéticos móviles, por ejemplo, la diseminación de KPC se ha asociado ampliamente con el transposón Tn4401.
Movilización de elementos genéticos móviles en bacteria
Plásmidos
Son moléculas de ADN circular de tamaño variable que se replican de forma independiente del cromosoma, no es esencial para la bacteria pero puede brindarle una ventaja frente a las demás, pueden albergar variedad de genes.
Están constituidos por dos regiones:
Región principal: se localizan genes necesarios para procesos de replicación, mantenimiento y movilización
Región variable: se codifican proteínas que ayudan a la adaptación en entornos novedosos tales como la exposición a la existencia a los antimicrobianos o la virulencia.
Algunos plásmidos pueden pasar material genético de una bacteria a otra mediante un proceso llamado conjugación bacteriana
Transferencia de material genético que se da desde una bacteria donadora hacia una receptora mediante contacto directo o una conexión que las une.
Los transposones están compuestos por secuencias de inserción (IS) con una zona de invertidos repetidos (IRs) a los que reconoce la transposasa y se adhiere para llevar a cabo la transposición. En algunos casos las IS poseen genes que codifican una enzima resolvasa que se encargará del reordenamiento del ADN cuando se integra en la región destino poseen un gen que codifica para una transposasa secuencias cortas que por su configuración invertida facilita que la transposasa se ubique de manera similar en ambos extremos del elemento.
Transposones
Los transposones son secuencias de ADN capaces de movilizarse de una región del genoma a otra de forma autónoma, siendo capaces de movilizarse desde el cromosoma a plásmidos o viceversa, su movilización está mediada por un gen que codifica para una transposasa.
Proteína capaz de reconocer el transposón, unirse a él y moverse a otra región del genoma.
Los transposones tienen otros genes asociados que confieren a la bacteria diferentes ventajas como las de facilitar el desarrollo de mecanismos de patogenicidad o de resistencia.El gen blaKPC tiene una secuencia de ADN que codifica para la enzima KPC.
Fagos
Los fagos son virus que afectan exclusivamente a bacterias, éstos se unen a la bacteria inyectando su material genético y obligándola a generar múltiples copias del mismo, lo que conlleva a la muerte de la bacteria.
Los fagos son elementos genéticos móviles porque se encargan de contener la información genética de la bacteria que infectó con anterioridad y la puede inyectar en otra, esto hace que la transferencia horizontal de genes no requiera del contacto físico entre dos bacterias.
Conjugación
La conjugación bacteriana es el proceso de transferencia horizontal de información genética desde una célula donadora a otra receptora. Está promovido por un tipo de plásmidos, que portan un conjunto de genes, cuyos productos participan en el proceso. Requiere de contactos directos para la intervención de estructuras superficiales especializadas y de funciones especificas.
Referencias
https://scielo.conicyt.cl/pdf/rci/v26n6/art02.pdf
https://www.reactgroup.org/toolbox/understand/antibiotic-resistance/resistance-mechanisms-in-bacteria/
https://www.cdc.gov/drugresistance/about/how-resistance-happens.html
https://journals.asm.org/doi/10.1128/AAC.01743-20
https://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/spmi/v26n4/pdf/a07v26n4.pdf
Bennett, P. M. (2004). Genome plasticity. Genomics, Proteomics, and Clinical Bacteriology, 71–113.
Partridge, S. R., Kwong, S. M., Firth, N., & Jensen, S. O. (2018). Mobile genetic elements associated 67 with antimicrobial resistance. In Clinical Microbiology Reviews (Vol. 31, Issue 4). American Society for Microbiology. https://doi.org/10.1128/CMR.00088-17