Enfoque químico: por Maira Maestre

Estreptomicina

La estreptomicina es un antibiótico aminoglucósido semisintétitco, obtenido en 1943 por el químico ruso Selman Waksman y sus colaboradores Elizabeth Bugie y Albert Schatz, del hongo Streptomyces griseus. Su importancia se debe a que fue la primera sustancia química de actividad antimicrobiana contra el Mycobacterium tuberculosis (conocido como el bacilo de Koch). Como su nombre lo indica es el agente infeccioso que causa la tuberculosis, bacteria que había cobrado la vida de millones de personas y que hasta el momento no se tenia ninguna sustancia efectiva para combatirla.

Estructura química de la estreptomicina

Los aminoglucósidos son una familia de antibióticos formada por aminoazúcares, unidos por enlaces glucosídicos a un alcohol cíclico hexagonal con grupos aminos (aminociclitol). En el caso de la estreptomicina, este aminociclitol corresponde a la estreptidina que representa su núcleo central, mientras que en los otros antibióticos de la familía es la 2-deoxiestreptamina es el núcleo que se encuentra en la Amikacina, Gentamicina, Kanamicina, Neomicina y la Tobramicina.

Estructura química general de los aminoglucósidos

Teniendo en cuenta el núcleo central (aminociclitol) que lo conforma, los aminoglucósidos se clasifican como derivados de la estreptidina a la cual pertenece la estreptomicina y los derivados de la 2 - desoxiestreptamina que incluye la gran mayoría de antibióticos de esta familia.
Aunque espectinomicina estructuralmente es un aminoglucósido, pues tiene un anillo aminociclitol, el hecho de no contener ninguna molécula de azúcar ni enlaces glucosídicos le confiere diferentes propiedades, lo que determinan que del punto de vista práctico no se le incluya en esta familia.

Clasificación de los aminoglucósidos

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Aminoglucósidos con aminociclitol
Aminociclitol estreptidina
Estreptomicina
Aminociclitol desoxiestreptamina
Disustituidos 4,6
Familia Kanamicina
Kanamicina
Amikacina
Tobramicina
Dibekacina
Familia Gentamicina
Gentamicina
Sisomicina
Netilmicina
Isepamicina
Disustituidos 4,5
Neomicina
Paromomicina
Aminociclitol sin aminoglucósido
Espectinomicina
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Se utiliza en combinación con otros agentes antibacterianos en los siguientes casos:

1. En asociación con otras drogas antituberculosas, especialmente en los casos de mycobacterias multiresistentes.
2. En combinación con Penicilina, Ampicilina o Vancomicina para el tratamiento de la endocarditis por enterococos resistentes a Gentamicina pero sensibles a Estreptomicina. Se recomienda que los laboratorios realicen pruebas de sensibilidad a Gentamicina y Estreptomicina en los pacientes con endocarditis por enterococos. Espectinomicina Agente de segunda línea para el tratamiento de la gonorrea anal y uretral. También puede ser utilizada en el tratamiento de la gonorrea en pacientes alérgicos a la Penicilina.

Mecanismo de Acción:

Inicialmente se creía que la acción bactericida consistía únicamente en su unión al ribosoma 30 S de forma irreversible (esto altera la síntesis proteica bacteriana), pero esto no explica del todo su efecto ya que otros antibióticos hacen lo mismo a nivel intracelular y sólo son bacteriostáticos.

Estudios posteriores demostraron que poseen moléculas cationicas que rompen las barreras protectoras de las bacterias provocando la salida masiva del contenido celular, de ahí su acción bactericida.

Observa la imagen que indica el momento en que la estreptomicina bloque el complejo de iniciación de la fabricación de proteinas de las bacterias, fijandose a la subunidad menor o subunidad 30 S.

Mecanismo de acción de la estreptomicina

Resistencia Bacteriana

En primer lugar es necesario establecer que los aminoglucósidos presentan una baja frecuencia de resistencia. Cuando esta se presenta se debe a alguno de los siguientes mecanismos principales:
1. Alteración en el transporte hacia la célula al modificar las proteínas transportadoras y al disminuirse la producción de energía
2. Alterar la estructura del aminoglucósido mediada por plásmidos bacterianos
3. Inactivación de la droga por enzimas intracelulares
4. Modificación de los ribosomas a los cuales se unen

Administración y eliminación de los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son antibióticos que se administran por vía intravenosa o intramuscular (uso parenteral); excepto la estreptomicina que solamente se usa por vía intramuscular, generalmente en una sola dosis diaria. Esto se debe a que no se absorben en el tracto gastrointestinal por lo tanto deben administrarse de esta manera.
Todos los aminoglucósidos son excretados por filtración glomerular (riñón) sin alteración metabólica previa. Más del 90% de la dosis administrada se recupera sin modificar en la orina durante las primeras 24 h.

Espectro de Actividad:

Los aminoglucósidos son activos in vitro contra un gran número de bacterias, especialmente los bacilos aerobios gram (-), algunos cocos gram (+) y algunas mycobacterias. En cuanto a los bacilos aerobios gram (-) son útiles contra las Enterobacterias, la Pseudónima Aeruginosa, el Acinetobacter y Providencia; moderadamente activos contra Haemophilus y especies de Neisseria (Gonorrea). En cuanto al uso en el tratamiento de cocos gram (+), no deben usarse como monoterapia sino en combinación con drogas como Beta Lactámicos o Vancomicina por su efecto sinérgico, particularmente en la terapia contra Enterococos, Estafilococos, Estreptococo Viridans y Listeria. Es importante enfatizar que los aminoglucósidos no son activos contra las bacterias anaerobias (ver Mecanismo de Acción).

Enfoque histórico: por Pablo Mendoza

La verdadera historia del descubrimiento de la estreptomicina

Ante el descubrimiento de la penicilina, Selman Waksman un microbiólogo de origen ucraniano, estaba impresionado por la forma como este medicamento milagroso había salvado la vida de millones de personas pero no había sido efectivo contra ciertas enfermedades como la tuberculosis. Waksman y sus colaboradores: Elizabeth Bugie y Albert Schatz, se encaminaron en encontrar el antibiótico que pudiera combatir esta terrible enfermedad.

Es así como después de tres años de trabajó arduo que finalizó en 1943, hallaron que un microorganismo Streptomyces griseus, el antibiótico al que llamaron estreptomicina y con resultados positivos para combatir y eliminar la tuberculosis. Este hallazgo fue publicado en una revista científica y como descubridores aparecen los nombres de tres personas: Selman Waskman, Elizabeth Bugie y Albert Schatz.

Foto de Selman Waksman en su laboratorio

En los años 40, no habían muchas mujeres dedicadas a la Ciencia, Waksman y Shatz decidieron aprovechar esta condición y le dijeron a Elizabeth Bugie que cediera sus derechos para la patente, ya que ella pronto se casaría tendría hijos y por lo tanto su reputación no sería de gran importancia.

Selman quería que se entregara la mitad de la patente a una nueva fundación de la universidad donde se había descubierto, para fomentar la libre búsqueda del conocimiento para el beneficio de la humanidad; mejorando sus instalaciones endumentandolas. Pero no hubo mutuo acuerdo con Albert el cual no entrego su mitad a la institución provocando molestia y un lio judicial.

Atravesando este lio jurídico Selman Waksman fue obligado a reconocer delante de una corte la participación de Albert Schatz como codescubridor de la estreptomicina, entregándole el reconocimiento financiero no solamente a Schatz, también a los demás colaboradores entre ellos Elizabeth Bugie otorgándole solo el 0,3% de las ganancias obtenidas. finalizando este escándalo que empaño el descubrimiento de la estreptomicina.

La historia de Mary Tifoidea

La historia de Mary Mallon es una prueba de la existencia de los portadores sanos, esto significa aquellas personas que pueden portar la enfermedad sin padecer los sintomas de esta. En esta historia la enfermedad que portaba Mary era la tifoidea, en ese entoces en Nueva York se habían controlado los brotes de tifoidea y al encontrar que ciertos grupos de personas furon contagiadas por esta terrible enfermedad, las autoridades de salud pública de ese entonces fueron encargados de buscar el origen del resurgimiento de esta, ya que podría provocar una epidemia y poner en riesgo la vida de muchas personas.

En sus investigaciones, los dectetives médicos encontraron que todas las familias donde se habían presentado brotes de la enfermedad tenían en común haber tenido una cocinera de nombre Mary Mallon. Fue entonces cuando se dieron a la tarea de buscarla pues uno de los investigadores había leido una publicación de R. Koch, esta mencionaba la transmisión de enfermedades infecciosas por personas aprentemente sanas que portaban el germen de una efermedad y así poder transmitirlo a otras personas si manifestar los sintomas. El desenlace de esta historia se puede observar y escuchar en el video.

El caso de Mary Tifoidea, como fue conocida mas adelante esta muy relacionado con el caso de Cristhopher, este niño también fue contagiado por la tuberculosis, se desconoce su portador después de haberle realizado las pruebas de piel contra la tuberculosis o PPD (proteína purificada derivada) a los miembros de su familia, es un enigma médico. Lo mas seguro es que se trate de un portador sano. El peligro esta en que sino se halla, esto puede convertise en un riesgo para la salud pública y en este caso ocasionar la muerte de muchas personas que esten en contacto con este individuo sino se diagnostostica a tiempo o se encuentra al culpable.

Enfoque biológico: por karolina villazon

Streptomyces

Cultivo de un Streptomyces sp.

Clasificación científica

Dominio: Bacteria
Filo: Actinobacteria
Orden: Actinomycetales
Suborden: Streptomycineae
Familia: Streptomycetaceae
Género: StreptomycesWaksman & Henrici 1943
Especie: Streptomyces griseus

Se encuentran predominantemente en suelos y en vegetación descompuesta y la mayoría produce esporas (también denominadas conidios) en los extremos de las hifas aéreas. Se distinguen por el olor "a tierra húmeda" que desprenden, resultado de la producción de un metabolito volátil, la geosmina.

Las especies del género Streptomyces se caracterizan por poseer un metabolismo secundario (rutas metabólicas no requeridas para la supervivencia) complejo.Producen numerosos antibióticos de uso clínico como estreptomicina, ácido clavulánico, neomicin, cloranfenicoletc. Los Streptomyces son raramente patógeno, aunque pueden producir infecciones en humanos, tales como micetoma por S. somaliensis y S. sudanensis. En las plantas, S. caviscabies y S. scabies ocasionan costras.

El asesino silencioso: Mycobacterium tuberculosis

El Mycobacterium tuberculosis, mejor conocido como bacilo de Koch es la bacteria responsable de la terribel enfermedad llamada tuberculosis. Veamos su clasificación cientifica:

Mycobacterium tuberculosis

Clasificación científica

Reino:Bacteria
Filo: Actinobacteria
Orden: Actinomycetales
Familia: Mycobacteriaceae
Género: Mycobacterium
Especie: M. tuberculosis
Nombre binomial Mycobacterium tuberculosis

Resistencia bacteriana

Las bacterias se hacen resistente al ataque de la estreptomicina por alguna de las siguientes causas:
1. Imposibilidad de penetración a la bacteria
2. Escasa afinidad por el ribosoma, específicamente a la subunidad 30S
3. Inactivación de la molécula por enzimas generadas por el propio microorganismo.
De todas ellas, la modificación enzimática de la molécula es el mecanismo más frecuente.

Enfoque médico: por Alejandro Calderon.

La tuberculosis

La tuberculosis (TB) es una enfermedad infecciosa de los pulmones y del sistema respiratorio. Junto con el VIH, la TB es una de las principales causas de muerte en el mundo debido a la enfermedad. Se calcula que unos 10 a 15 millones de personas en los EE.UU. están infectadas de TB. Esta enfermedad es mucho más común en los países en desarrollo, en ciertas partes de Asia y en África.
La TB es causada por una bacteria, la cual, por lo general, se transmite de una persona a otra cuando una persona infectada tose y la otra respira la bacteria. Aunque ésta puede afectar a varias partes del cuerpo, la TB suele atacar los pulmones.

Formas de TB

No todas las personas que se infectan con la bacteria de la TB desarrollan la enfermedad en su forma "activa".

TB latente

La mayoría de las personas con un sistema inmunitario sano pueden combatir la bacteria de la TB, incluso después de respirarla y de infectarse. Las personas con TB latente (o inactiva) no presentan síntomas. No se sienten enfermas ni tampoco transmiten la enfermedad a otras personas. En algunas de ellas, la TB permanece latente o inactiva toda su vida. Sin embargo, en otras personas, la TB se vuelve una enfermedad activa si su sistema inmunitario se ve dañado o debilitado, por ejemplo, debido a la infección con VIH, un cáncer o una cirugía de trasplante que requiera tomar medicamentos para suprimir el sistema inmunitario.

TB activa

Algunas personas infectadas con TB desarrollan la enfermedad activa, la cual suele causar síntomas como tos y pérdida de peso. Las personas con TB activa pueden transmitírsela a las demás. La TB activa puede desarrollarse poco después de infectarse o años más tarde cuando el sistema inmunitario de la persona se vuelve más débil.

Causas, incidencia y factores de riesgos de la tubeculosis

La tuberculosis es causada por una bacteria llamada Mycobacterium tuberculosis ( M. tuberculosis ) y se puede adquirir por la inhalación de gotitas de aire provenientes de la tos o el estornudo de una persona infectada.

La etapa primaria de la infección generalmente es asintomática (sin síntomas). En los Estados Unidos, la mayoría de las personas se recupera de la infección de tuberculosis primaria sin evidencia posterior de la enfermedad. Sin embargo, en algunos casos, la enfermedad se puede volver activa en cuestión de semanas después de la infección primaria o puede permanecer latente por años y reaparecer posteriormente.

Las siguientes personas están en riesgo de tuberculosis activa:

_Los ancianos

_Los bebés

_Las personas con sistemas inmunitarios debilitados, por ejemplo, debido a SIDA, quimioterapia o medicamentos antirrechazo administrados después de un trasplante de órgano

El riesgo de contraer la tuberculosis aumenta si la persona:

Está en contacto frecuente con personas que padecen la enfermedad
Vive en condiciones de vida insalubres o de hacinamiento, está desnutrida
Los siguientes factores pueden incrementar la tasa de infección tuberculosa en una población:

_Aumento de las infecciones por VIH

_Aumento en el número de personas sin hogar (ambiente de pobreza y mala nutrición)

_Aparición de cepas de la tuberculosis resistentes a las drogas

En los Estados Unidos, hay aproximadamente 10 casos de tuberculosis por cada 100.000 personas, sin embargo, las tasas varían tremendamente por área de residencia y clase socioeconómica.

Prueba o examenes para la tuberculosis

La TB se diagnóstica mediante la prueba de la tuberculosis. En dicha prueba se inyecta una pequeña cantidad de líquido de prueba en la capa superior de la piel. Si al cabo de dos o tres días se ha desarrollado un bulto de un determinado tamaño, se considera que la prueba es positiva. En este caso habrá que hacer otras pruebas para determinar si la persona tiene TB activa, entre ellas rayos X y examen de esputo.

La prueba de la tuberculosis se recomienda en las personas:

Que pertenecen a los grupos de alto riesgo.
Que viven o trabajan en contacto directo con los grupos de alto riesgo.
Que nunca se han hecho la prueba de la tuberculosis en la piel.
Las recomendaciones de la Academia Americana de Pediatría (American Academy of Pediatrics) sobre la prueba de la tuberculosis en los niños son las siguientes:

Prueba inmediata:

Radiografia de torax de una persona con tuberculosis

_Si se cree que el niño ha estado expuesto en los últimos cinco años.
_Si los rayos X del niño son sospechosos de TB.
_Si el niño tiene algún síntoma de TB.
_Si el niño proviene de un país en el que la TB es prevaleciente.

Prueba anual:

_En los niños con HIV.
_En los niños que están en prisión.
_Prueba cada 2 ó 3 años:

Los niños expuestos a las personas que tienen alto riesgo.
Valorar la prueba en niños de edades comprendidas entre los 4 y los 6 años o entre los 11 y los 16 si:

_Uno de los padres del niño ha estado en un país de alto riesgo.
_El niño ha viajado a una zona de alto riesgo.
_El niño vive en una zona densamente poblada.

¿Qué pasa si la prueba es negativa?

Una prueba cutánea negativa por lo general significa que usted no está infectado. Sin embargo, puede ser que la prueba sea falsa negativa si usted Unidos; sin embargo, en otros países donde la TB es común, se aplica a menudo a los bebés y niños pequeños. Por lo general, la vacuna BCG no protege a los adultos contra la TB. Es posible que usted aún adquiera la infección de la TB o la enfermedad de la TB. Aunque le hayan aplicado la vacuna BCG, usted necesitará la prueba cutánea de la TB o la prueba cutanea para determinar si tiene la infección de la TB o la enfermedad de la TB. se infectó recientemente

¿Qué pasa si la prueba es positiva?

Una prueba cutánea por lo general significa que usted ha quedado infectado con el germen de la TB. No significa necesariamente que usted tenga la enfermedad de la TB. Se necesitan otras pruebas, como una radiografía del tórax o una muestra de esputo, para determinar si tiene la enfermedad de la TB.

Otras alternativas para detectar la tuberculosis

En el caso de las pruebas cutáneas de la TB, un proveedor de atención médica emplea una aguja pequeña para aplicar un material de prueba llamado Tuberculina mediante una inyección subcutánea. Por lo general, esto se hace en el lado interior de la parte inferior del brazo. Después de hacerse la prueba, debe volver 2 ó 3 días después para ver si hay una reacción a la misma. De haber una reacción, se medirá el tamaño de la misma.

Los sítomas de la TB

Las personas con TB a menudo se sienten débiles o enfermas, pierden peso, tienen fiebre y sudoración nocturna. Si tienen la enfermedad de la TB en los pulmones, también es posible que tosan y que tengan dolor en el pecho, y puede haber sangre en su tos. Otros síntomas dependen de qué parte del cuerpo esta infectado.

Tratamiento para curar la tuberculosis

Existen dos tipos de tratamiento para la TB:

Tratamiento preventivo

Las personas que tienen TB latente puedan recibir tratamiento con medicamentos para la TB a fin de prevenir el desarrollo de la enfermedad en su forma activa. Los tratamientos habituales son: Isoniacida (INH) una vez al día o dos veces a la semana, durante 6-9 meses
Rifampina más piracinamida durante dos meses

Tratamiento de la enfermedad activa

Para el tratamiento de la TB activa se requiere una terapia combinada. El régimen habitual es:
Isoniacida
Rifampina (también conocida como rifampicina, Rifadin o Rimactane)
Piracinamida O Myambutol (etambutol) o estreptomicina

Prevención de la TB

La TB se transmite a través del aire cuando una persona infectada tose, estornuda o expectora. Por lo general, la transmisión de la TB demora bastante tiempo en producirse. Los familiares de alguien con TB o las personas que viven durante un tiempo en esa misma casa, los trabajadores de la atención médica y las personas que viven en instalaciones residenciales (como albergues para personas sin hogar y las cárceles) tienen más probabilidades de contraer la TB. Las personas con TB latente (no activa) no transmiten la enfermedad. Una vez que una persona con TB activa comienza el tratamiento (con medicamentos, los que aparecen más abajo en "Tratamiento para la TB"), comúnmente deja de transmitir la enfermedad luego de 2 a 3 semanas de tratamiento.

Las personas con TB activa deben estar aisladas hasta que dejen de transmitir la enfermedad. Si tienes TB o pasas tiempo cerca de personas que la tienen, debes utilizar una mascarilla desechable. Ciertos tipos de filtros de aire pueden.

Enfoque en industria y tecnologia: por Luz Dary Dangond

Los antibióticos

Los antibióticos son sustancias químicas producidas inicialmente por el metabolismo de ciertos microorganismos que detiene el desarrollo ( acción bacteriostática) o causa la muerte de otros microorganismos (acción bactericida). Este proceso natural que tienen estos microorganismos, es aprovechada por los seres humanos que mediante procedimientos biotecnológicos purifican esta sustancia y la utilizan como medicamento para acabar con las infecciones o enfermedades que causan la muerte de muchas personas.

Antibióticos sintéticos y semi - sintéticos

En la actualidad no solo se fabrican antibióticos naturales como las penicilinas, ósea aquellos obtenidos directamente de los microorganismos sino también, antibióticos sintéticos y semisintéticos. Los antibióticos sintéticos son los obtenidos por procesos de síntesis química como las sulfamidas. Otros se obtienen directamente de los microorganismos para luego ser modificados por procesos químicos como es el caso de los aminoglucósidos.

Producción industrial de antibióticos

La producción industrial de antibióticos ocurre por un proceso de fermentación conocido como método de fermentación sumergida, en la que el microorganismo crece en grandes calderos (de 100.000-150.000 litros cada uno) que contienen medio de cultivo líquido. La concentración de oxígeno, la temperatura, el pH y los niveles de nutrientes son controlados a un nivel óptimo para cada microorganismo.

Esquema que resume la producción comercial de antibióticos

Producción de antibióticos

El antibiótico, que es un metabolito del germen, es extraído y purificado hasta obtener un producto cristalizado. Ahora bien, este tipo de producción industrial hasta aquí descrito corresponde a la producción de un antibiótico natural pero si este requiere modificaciones por procesos químicos obtendremos un antibiótico de tipo semisintético. En caso tal de que el antibiótico se obtengan en el laboratorio por procedimientos de síntesis química, obtendríamos un antibiótico de tipo sintético. Observa el gráfico de la producción de antibióticos que resume los procedimientos de producción de este.