مکانیسم های مقاومت دارویی باکتری

مکانیسم های مقاومت ضد میکروبی به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند: (1) محدود کردن جذب دارو(2) تغییر هدف دارو(3) غیرفعال کردن دارو (4) فعال سازی خروج دارویی. به دلیل تفاوت در ساختار و غیره ، در انواع مکانیسم های مورد استفاده باکتری های گرم منفی در مقابل باکتری های گرم مثبت تفاوت وجود دارد. باکتریهای گرم منفی از هر چهار مکانیزم اصلی استفاده می کنند ، در حالی که باکتریهای گرم مثبت کمتر از محدود کردن جذب دارو استفاده می کنند (غشا خارجی LPS ندارند) و ظرفیت انواع خاصی از مکانیسم های خروج دارو را ندارند.

محدود کردن جذب دارویی :‌

مایکوباکتری ها دارای غشای خارجی هستند که غنی از لیپید بوده پس داروی های آبگریز مثل fluoroquinolones و rifamcin بیشتر جذب سلول و داروهای آب دوست دسترسی کمتر به سلول پیدا می کنند.

استافیلوکوکوس اورئوس ، اخیراً مقاومت در برابر وانکومایسین ایجاد کرده است. از بین دو مکانیزمی کهS. aureus در برابر وانکومایسین استفاده می کند ، مکانیزمی غیر قابل توضیح به باکتری ها اجازه می دهد دیواره سلولی ضخیم شده ای ایجاد کنند که ورود دارو به سلول را دشوار می کند و مقاومت متوسطی در برابر وانکومایسین ایجاد می کند.

در آن باکتریهایی که غشاهای خارجی بزرگ دارند ، مواد اغلب از طریق کانالهای پورین وارد سلول می شوند. کانال های پورین در باکتری های گرم منفی امکان دسترسی به مولکول های آب دوست را فراهم می کنند. دو راه اصلی وجود دارد که تغییرات پورین می تواند جذب دارو را محدود کند: کاهش تعداد پورین های موجود و جهش هایی که انتخاب کانال پورین را تغییر می دهند. شناخته شده است که اعضایEnterobacteriaceae به دلیل کاهش تعداد پورین ها (و بعضاً متوقف کردن تولید) مقاومت می کنند. به عنوان یک گروه ، این باکتری ها تعداد پورین را به عنوان مکانیزمی برای مقاومت در برابر carbapenems کاهش می دهند.از جمله جهش هایی که باعث تغییر در کانال porin می شوند در E. aerogenes دیده می شوند که باعث مقاومت در برابر سفالوسپورینهای می شوند و همچنین درNeisseria gonorrhoeae که به β- لاکتامها و تتراسایکلین مقاوم می شوند.

پدیده دیگری ، تشکیل بیوفیلم(Biofilm) توسط مجموعه باکتری است. این بیوفیلم ها ممکن است حاوی یک ارگانیسم غالب باشند (مانند سودوموناس آئروژینوزا در ریه) ، یا ممکن است از ارگانیسم های متنوعی تشکیل شده باشد ، همانطور که در بیوفیلم های فلور طبیعی روده دیده می شود. برای ارگانیسم های بیماریزا ، تشکیل بیوفیلم از باکتری ها در برابر حمله سیستم ایمنی بدن میزبان محافظت می کند ، به علاوه محافظت در برابر عوامل ضد میکروبی را فراهم می کند.

تغییر هدف دارویی :

اجزای متعددی در سلول باکتری وجود دارد که ممکن است هدف عوامل ضد میکروبی باشد. و به همان تعداد اهداف وجود دارد که ممکن است توسط باکتری اصلاح شود تا مقاومت در برابر آن داروها را ایجاد کند. یک مکانیسم مقاومت در برابر داروهای β-lactam که تقریباً به طور انحصاری توسط باکتری های گرم مثبت استفاده می شود از طریق تغییر در ساختار و یا تعداد PBP ها (پروتئین های متصل به پنی سیلین) است PBP. ترانسپپتیدازهایی هستند که در ساخت پپتیدو گلیکان در دیواره سلول نقش دارند. تغییر در تعداد (افزایش PBP هایی که کاهش توانایی اتصال دارو دارند یا کاهشPBP با اتصال طبیعی داروPBP ها( بر مقدار دارویی که می تواند به آن هدف متصل شود تأثیر می گذارد. تغییر در ساختار (به عنوان مثالPBP2a در S. aureus با کسب ژن mecA )ممکن است توانایی اتصال دارو را کاهش دهد یا به طور کامل اتصال دارو را مهار کند.

برای داروهایی که سنتز اسید نوکلئیک (فلوروکینولون ها) را هدف قرار می دهند ، مقاومت از طریق تغییر DNA -ژیراز (باکتری های گرم منفی - به عنوان مثالgyrA یا توپوایزومراز IV ) باکتری های گرم مثبت - به عنوان مثال (grlA) است. این جهش ها باعث تغییراتی در ساختار ژیراز و توپوایزومراز می شود که توانایی اتصال دارو به این اجزا را کاهش می دهد یا از بین می برد.

برای داروهایی که مسیرهای متابولیکی را مهار می کنند ، مقاومت از طریق جهش در آنزیم ها(DHPS – دی هیدروپروتئات سنتاز ، DHFR - دی هیدروفولات ردوکتاز) درگیر در مسیر بیوسنتز فولات و یا تولید بیش از حد آنزیم های مقاوم بهDHPS و DHFR است. . سولفونامیدها و trimethoprim به دلیل آنالوگ ساختاری به آنزیم های مربوطه متصل می شوند. عمل این داروها از طریق مهار رقابتی با اتصال در محل فعال آنزیم ها است. جهش در این آنزیم ها غالباً در active siteیا نزدیک آن واقع شده است و تغییرات ساختاری آنزیم منجر به تداخل در اتصال دارو می شود در حالی که هنوز به سوبسترا طبیعی اجازه اتصال می دهد.

غیر فعال کردن داروها ‌:

دو روش اصلی وجود دارد که باکتریها داروها را غیرفعال می کنند. با تخریب واقعی دارو یا انتقال یک گروه شیمیایی به دارو. β- لاکتامازها گروه بسیار بزرگی از آنزیم های هیدرولیز دارو هستند. داروی دیگری که می تواند توسط هیدرولیزاسیون غیرفعال شود ، تتراسایکلین از طریق ژن tetX است.در غیرفعال سازی دارو با انتقال یک گروه شیمیایی به دارو ، معمولاً از انتقال گروههای استیل ، فسفوریل و آدنیل استفاده می شود. تعداد زیادی از ترانسفرازها شناسایی شده اند. استیلاسیون مکانیسم متنوعی است که استفاده می شود و شناخته شده است که در برابر آمینوگلیکوزیدها ، کلرامفنیکل ، استرپتوگرامین ها و فلوئوروکینولون ها استفاده می شود. فسفوریلاسیون و آدنیلاسیون شناخته شده است که در درجه اول علیه آمینوگلیکوزیدها استفاده می شود.

خروج دارویی :‌

باکتری ها دارای ژن های کدگذاری شده کروموزومی برای پمپ های خروجی هستند. برخی از آنها به صورت سازنده ای بیان می شوند و برخی دیگر (مقاومت در سطح بالا معمولاً از طریق جهشی است که کانال انتقال را تغییر می دهد) تحت برخی محرک های محیطی یا در صورت وجود بستر مناسب القا می شوند. پمپ های خروجی در درجه اول برای از بین بردن سلول باکتریایی از مواد سمی عمل می کنند و بسیاری از این پمپ ها باعث انتقال انواع زیادی از ترکیبات (پمپ های [MDR]) می شوند. توانایی مقاومت بسیاری از این پمپ ها تحت تأثیر منبع کربن موجود است.

انواعی از این پمپ ها در تصویر زود موجود است.