Biomedicinsk Analytiker

Sveriges största site för Biomedicinska Analytiker

Antibiotikaresistens

Viktiga glosor

ESBL = Extended Spectrum Beta-Laktamas. Plasmidmedierad resistans (smittsam resistens). Enzymer som bryter ner betalaktamantibiotika. Ecoli, Kpneumoniae. Definitionen av ESBL är att de måste ligga på en plasmid.

PBP – penicilinBindande protein. Olika proteiner har olika PBP. PBP kan ändras så att antibiotika slutar binda in.

MSSA – Methicillin Sensitive Staphylococcus Aureus

MRSA – Methicillin Resistence Staphylococcus Aureus

Ibland när vi blir sjuka får vi antibiotika. Det är bara bakterieinfektioner som behandlas med antibiotika eftersom vrus inte påverkas av läkemedlet. Hur väl antibiotikan lyckas behandla vår sjukdom genom att döda alla bakterier beror på vilken typ av antibiotika vi använder (hur antibiotikan fungerar), och om vi har utvecklat någon resistens mot antibiotikan. Eller snarare om baktererna i vår kropp har utvecklat någon resistens. Antibiotikan påverkar flera olika faktorer i en bakterie, beroende på vilken typ av bakterie och antibiotika vi pratar om. Det här är viktigt att förstå om man ska arbeta som biomedicinsk analytiker, eftersom man kan jobba på tex klinisk mikrobiologi och då måste kunna analysera bakterierna i ett patientprov. Det viktigt att veta att bakterier kan vara resistenta och att veta vilka bakterier som ska testas mot vilka antibiotika så att läkaren får ett korrekt svar av oss.

Hur antibiotikaresistens fungerar

Periplasmatiska utrymmet. Mellan det yttre membranet och cellväggen finns ett utrymme som kallas för det periplasmatiska utrymmet. Här samlas bakteriens exotoxiner. Det är också här som det finns enzymer (betalaktamas) med förmågan att bryta ner vissa typer av antibiotika. Den typ av antibiotika som kan brytas ner av betalaktamas är en så kallad peptidoglukansynteshämmare som innehåller betalaktam. Det är en gemensam molekyl, betalaktamringen, som all antibiotika av denna art har. Molekylen ska göra så att antibiotikan kan hämma syntesen av peptidoglukan i gramnegativa bakterier. Antibiotikan ska kunna penetrera bakteriens yttermembran. Inne i bakterien ska betalaktamasringen dessutom stå emot enzymerna som finns i det periplasmatiska rummet. Det är snarare så att molekylen ska binda till sig enzymerna och hindra dem från att bilda peptidoglukan. Men bakteriens enzym betalaktamas bryter ner betalaktamringen så att antibiotikan inte fungerar.

Betalaktamantibiotika + enzym = komplex = hydrolys av betalaktamringen.

antibiotika2097

Muterade receptorer. Cytoplasmamembranets receptorer kan också mutera. De tar då inte emot komplexet som består av antibiotika och enzym; resistens har skett. (Betalaktamasinhibatorn, å sin sida, hämmar enzymet utan att ha någon annan nedbrytande effekt).

antibiotika2097

Muterade gener. Det finns ett enzym i vissa bakterier som kallas för TEM. Enzymet orsakar resistens mot den antibiotikatyp som kallas för penicillin genom att mutera generna som kodar för  bakteriens enzymer.

antibiotika2097

Cellvägg. Penicillinbindande proteiner (PBP) hjälper bakterien att binda ihop peptidoglukanet i bakteriens cellvägg. Men vissa typer av antibiotikan kan ta PBPs plats i cellmembranet och bygga in sig själv i cellväggen eftersom PBP och antibiotika liknar varandra. På det viset försvagas bakteriens cellvägg och den bli känsligare för glykopeptider. Det kan också ske en förtjockning av cellväggen (peptidoglukanen) vilket gör att den lättare går sönder.

antibiotika2097

RNA-syntes (hos grampositiva bakterier). Antibiotikan rifampicin hämmar bakteriers RNA-syntes (RNA-polymeras).

antibiotika1096

DNA-syntes. Kinoloner är en typ av antibiotika som riktar in sig på enzymet DNA-gyras (hos gramnegativa bakterier) och DNA-topoisomeras IV (också ett gyras, men hos grampositiva bakterier). Inne i bakterierna sker de processer som kallas replikation och transkription. Under dessa processer delas det dubbelsträngade DNA:t vilket alltid leder till att de rullas ihop lite väl mycket framför den plats där det delats. För att förhindra att DNA-strängarna trasslar ihop sig arbetar enzymerna med att med att hålla tillbaka ihoprullningen av DNA. Det sker genom att DNA klipps av för att sedan sättas fast igen. Antibiotikan binder in till enzymerna och försämrar deras förmåga till super-coiling, alltså hur DNA packas ihop för att få plats. Därmed hämmas bakterien tillverkning av DNA., och bakterien slås sönder.

antibiotika1096

Proteinsyntes. Antibiotika med aminoglykosider binder till bakteriens ribisomer och hämmar på det viset tillverkningen av protein. Antibiotika kan binda till 30S eller 50S ribosom-subenheterna. Detta hämmar funktionen av tRNA, vilket i sin tur minskar proteinsyntesen.

antibiotika1096

Bilden ska föreställa en bakterie. Hade visst lite bråttom när jag skrev detta inlägg. Jag lovar att ändra på det vid senare tillfälle…

Folsyrametabolism. Folsyra är en B-vitamin som vi människor behöver, men som också bakterierna behöver. Utan folsyra kan bakterierna inte dela på sig, de kan alltså inte föröka sig. Vi människor får i oss folsyran via maten, men bakterierna tillverkar sin egen folsyra. Bakterien skapar en föregångare till folsyra, den innehåller bland annat nukleinsyra och ett ämne som heter p-aminobensoesyra (PABA). Föregångaren PABA blir först till något som heter tetrahydrofolsyra. Det är detta ämne som sedan blir folsyra men som antibiotikan hämmar tillverkningen av. Det finns alltså antibiotikasorter (främst Sulfomaniner och Trimetripin) som hämmar bakteriens tillverkning av folsyra. De två antibiotikasorterna arbetar på olika sätt, där Sulfomanider agerar som en antagonist (motverkar) till PABA eftersom de är strukturella analoger (ser lika ut) och därför konkurrerar med aktiva platsen för syntes av enzymet dihydropteroatesyntes. Sulfomanider och trimetripin orsaka således folsyrabrist i bakterien vilket gör att den dör.

antibiotika1096

Resistensutveckling; genetik, selektion, spridning.

Genetik. Mutationer och förvärvande av resistensgener. Överföring av resistensgener: plasmidöverföring med konjugation, transduktion med bakteriofager, upptag av fritt DNA (transformation), samt överföring av transposoner.

Selektion innebär eliminering av en känslig population och dominans av en resistent subpopulation. Co-selektion är multiresistens med resistens mot många olika bakterier. Det är plasmiderna som innehåller R-faktorn, alltså resistensfaktorn.

Spridning av resistenta isolat (kloner) eller resistensgener.

Spridning av virulens och resistens

Bakterier kan sprida sin virulenta förmåga på olika sätt. En sådan förmåga är bland annat antibiotikaresistens. Här kommer en liten beskrivning av de olika sätten som bakterierna kan sprida sin virulens på.

Konjugation innebär att bakterien överför sitt DNA till en annan bakterie med hjälp av ett pilus som kallas för F-pilus. Det är en så kallad konjugativ plasmid. F är en förkortning för fertilitet, alltså är det fertilitetspilus eller ”sex-pilus.” Det plasmiden gör är att den för över en kopia av sig själv till en annan bakterie. Detta är en form av replikation. Resultatet blir alltså att både den bakterie som för över kopian, och den bakterien som får kopian har varsitt exemplar av plasmiden. Men det är inte bara plasmider som kan föras över på det här viset, utan också transposoner och kromosomalt DNA.

konjugation095

Transduktion innebär att DNA överförs med hjälp av en bakteriofag. En bakteriofag är ett virus som bara ger sig på bakterier, alltså inte oss människor. Bakteriofager kommer till på det viset att ett virus genom (alltså dess gener) packas ihop till en ny partikel kallad bakteriofag. Men ibland uppstår det också felaktigheter i den här packningen av virusgenomet. Då kan två saker hända vilket beskriver de två former av tranduktion som finns. Allmän transduktion innebär att små bitar av bakteriens genom packas in i virusets genom. Viruspartiklarna kommer då att innehålla slumpmässiga bitar av värdcellens kromosomala DNA. Viruset kallas i detta sammanhang för transduktiv partikel. Virusets genom kan sättas ihop med värdcellens genom genom så kallad genetisk rekombination. Det har skapats viruspartiklar som innehåller bitar av bakteriens genom. De bakteriella delarna ersätter en del av virusets genom. Genöverföringen sker på vissa speciella ställen i värdcellens kromosomer. Detta används bland annat av E.colins lambdafag. Specialiserad transduktion innebär att en del av virusgenomet blir kvar i bakteriens kromosomer.

Bakteriofagerna kan delas upp i två kategorier: en som lyserar värden (bakterien) och en som bygger in sitt DNA i bakteriens kromosom. Om bakteriofagerns DNA sätts ihop med bakteriens DNA kan det ligga gömt där i flera år. Det kallas då för profager. En profag lossnar till viss del från värdcellens kromosom.

konjugation095

Transformation. Vissa bakterier är så kallat kompetenta, vilket innebär att de har förmågan att ta upp DNA från sin omgivning.

resistensmekanism094

Transposition innebär att en bit av en gen flyttas och sätts in i en annan bit.

konjugation095

Resistensmekanismer

Penetrationshinder (kan uppstå hos gramnegativa bakterier). En typ av resistens är den som uppstår hos öppna och slutna poriner i bakterien. Poriner en som rör genom bakterieväggen, och dessa ska vara öppna för att bakterien ska kunna binda till sig enzymer eller liknande, men om de sluts  tar bakterien inte in antibiotika och då uppstår resistens.

resistensmekanism094

Hydrolys/modifiering av antibiotikastruktur. Detta sker hos de bakterier som producerar enzymet betalaktamas. Antibiotikan och enzymet går ihop i ett komplex, varpå betalaktamringen hydrolyseras. Det innebär att strukturen/formen på antibiotikan ändras. Det i sin tur gör att komplexet inte får plats i cytoplasmamembranets receptorer. Därmed har resistens skett.

resistensmekanism094

Förändrad receptor för antibiotika. Den här typen av resistens påverkar just sådan anibiotika som innehåller kinoloner. Dessa gör så att bakteriens DNA inte kan ägna sig åt super-coiling, alltså DNA kan inte viras ihop på ett bra sätt så att det blir effektivt. Visa gener kan inte uttryckas och det leder till att en mutation kan ske i en receptor.

resistensmekanism094

Efflux (aktiv transport av antibiotika). Både grampositiva och negativa. Tetracyklinresistens (proteinsynteshämmare 30S. Ribosomalt skydd av angreppspunkten via ett protein.

resistensmekanism094

Källa:

Fass.se

Forslund, T. Bakteriegenetik. Föreläsning. Linköpings Universitet. 2014-10-07.

Forslund, T. Bakterievirulens. Föreläsning. Linköpings Universitet. 2014-10-07.

Lodish, H. Berk, A. Zipursky, SL. et al. New York: WH Freeman. 2000.

Nilsson, L. Antibiotika. Föreläsning. Linköpings Universitet. 2014-10-27.

Ryan, K J. et al. Sherris medical microbiology. 5:te upplagan. USA: McGraw-Hill Education, Inc. 2012.

Solunetti. Konjugation. 2014-11-10.

4 comments on “Antibiotikaresistens

  1. Pingback: Borttagna lösenord! | Biomedicinsk Analytiker

  2. Pingback: VFU2 – andra veckan | Biomedicinsk Analytiker

  3. Pingback: Bakteriegenetik (glosor) | Biomedicinsk Analytiker

  4. Pingback: Skriftlig tentamen i Laboratorievetenskap in endokrinologi och infektion | Biomedicinsk Analytiker

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s

Information

This entry was posted on 27 december, 2014 by in - Infektion, Termin 3 and tagged .
%d bloggare gillar detta: