ТЕМА: УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ К ХИМИОПРЕПАРАТАМ

ВОПРОСЫ:

1. Резистентность, опосредованная негенетическими факторами.

2. Генетическая устойчивость.

3. Механизм формирования лекарственной устойчивости.

4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АНТИБИОТИКАМ

Основные механизмы резистентности микроорганизмов к дей­ствию антибактериальных средств включают способность к синте­зу ферментов, инактивирующих препарат, и модификацию бакте­риальных структур, с которыми взаимодействует фармакологичес­кий агент. Устойчивость к фармакологическим воздействиям обусловливают естественные (внутренние) и приобре­тенные факторы. Установлено, что физиологические свой­ства клеточной стенки некоторых микроорганизмов изначально лимитируют проникновение многих антимикробных агентов внутрь клетки (например, Pseudomonas aeruginosa). Впервые явле­ние приобретенной резистентности к различным препаратам при­влекло к себе внимание в 50—60-х гг. XX в. после выявления пенициллиназопродуцирующих стафилококков и множественной устойчивости у энтеробактерий.

Выделяют два основных механизма приобретенной резистент­ности: первый обусловлен мутациями,

второй — генетически де­терминированной устойчивостью, часто обусловленной наличием плазмид.

Резистентность, опосредованная негенетическими факторами.

Может быть связана со снижением как общего числа клеточных лигандов (структур), взаимодействующих с препаратом, так и ме­таболической активности бактериальной клетки.

1. Метаболическая активность клеток-мишеней изменяется. Большинство антибактериальных средств эффективно подавляет жизнедеятельность лишь активно репродуцирующихся клеток. В латентной стадии большинство микобактерий выживает в тканях в течение многих лет, оставаясь резистентными к химиотерапии, направленной на подавление размножающихся микроорганизмов.

2. Проводимая химиотерапия часто уменьшает число лигандов для взаимодействия. Например, воздействие пенициллинов на некоторые грамположительные бактерии приводит к появлению популяций, лишенных оболочки (L-форм) и поэтому резистентных к действию антибиотиков с подобным механизмом действия.

Генетическая устойчивость. Может кодироваться в хромосом­ном аппарате бактерий либо опосредоваться плазмидами.

1. Устойчивость некоторых штаммов М. tuberculosis и Streptococcus faecalis к действию стрептомицина обусловлена мутациями белка в структуре 30S субъединицы рибосомы, служащего лигандом для антибиотика.

2. Изменение структуры поринов в клеточной стенке P. aeruginosa нарушает транспорт веществ внутрь клетки, что также ведет к проявлениям множественной резистентности.

Мутации в структуре пенициллинсвязывающих белков при­водят к повышению устойчивости Streptococcus pneumoniae к пенициллинам.

Существенную роль в развитие устойчивости вносят различ­ные модификации в структуре бактериальных энзимов. Измене­ние структуры ДНК-зависимой РНК-полимеразы обусловливает появление устойчивости к рифампицину у М. tuberculosis, транс­формация ДНК-гираз опосредует развитие устойчивости некото­рых штаммов Е. coli к хинолонам. Показано, что устойчивость к сульфонамидам и триметоприму часто опосредуют аналогичные механизмы.

Механизм приобретения генов, кодирующих резистентность к хи-миопрепаратам. Наиболее часто обусловлен переносом плазмид.

1. Плазмиды резистентности — обычно внехромосомные молекулы ДНК (эписомы). Они способны к независимой репродукции и кодируют устойчивость у различных бактерий:

могут включать один и более генов, кодирующих синтез фер­ментов, обусловливающих инактивацию или модификацию ле­карственных препаратов (например, р-лактамазы, инактивирую-щие пенициллины и цефалоспорины, или ацетилтрансферазы, нарушающие структуру хлорамфеникола), а также опосредующих быструю элиминацию препаратов (например, тетрациклинов) из клетки. Гены множественной устойчивости могут кодировать транспозоны, интегрироваться в плазмиды;

плазмиды грамотрицательных бактерий, опосредующих резис­тентность к одному или нескольким препаратам одновременно, а также к ионам тяжелых металлов, определяют как R-факторы (от англ. resistance — устойчивость);

плазмиды способны вызвать состояние эпидемической резис­тентности передачей соответствующих дочерних популяций плаз­мид посредством бактериальной конъюгации или трансдукции.

2. Резистентность, опосредованная хромосомным аппаратом, обычно связана с мутациями в локусе гена, кодирующего чувствительность к лекарственному препарату:

- спонтанные мутации, наблюдаемые с частотой от 10⁷ до 10¹², играют очень незначительную роль в формировании резистентности; на фоне применения антибактериального средства часто имеет место естественная селекция штаммов, способствующая выжива­нию и последующему доминированию популяции бактерий с хро­мосомной резистентностью. Подобным путем устойчивость к метициллину вырабатывают некоторые штаммы Staphylococcus aureus. Большинство штаммов, устойчивых к метициллину, содержит ген (тесА), кодирующий низкий аффинитет пенициллинсвязывающих белков к В-лактамовым антибиотикам. Их появление связывают с селекцией одного или нескольких штаммов-предше­ственников. Предположительно штаммы-предшественники получили ген случайно извне, но он стабильно закрепился в генофоре клетки и не передается горизонтально (от бактерии к бактерии че­рез плазмиды).