negli organismi procarioti Sistemi di efflusso negli organismi procarioti

Molti antibiotici sono anfifilici  Perché i sistemi di efflusso esportano anche gli antibiotici? Molti antibiotici sono anfifilici  penetrano facilmente nelle cellule e tessuti

ABC ATP-binding cassette SISTEMI DI EFFLUSSO ABC ATP-binding cassette energia da idrolisi di ATP uptake / efflusso LmrA di L. lactis due domini/proteine intra-membrana due domini/proteine citoplasmatici

nei procarioti 3 gruppi: MFS, SMR, RND SISTEMI DI EFFLUSSO PMF proton motive force energia da gradiente protonico elettrochimico uniporto / simporto / antiporto nei procarioti 3 gruppi: MFS, SMR, RND + MATE

MFS major facilitator superfamily SMR small multidrug resistance RND resistance nodulation cell division

ulteriore barriera di permeabilità membrana esterna peptidoglicano membrana citoplasmatica Gram + Gram - ulteriore barriera di permeabilità  protezione  passaggio di nutrienti

(fosfati, mono e disaccaridi, molecole polari < 600 Da) Porine: proteine che consentono il passaggio di piccole molecole idrofile (fosfati, mono e disaccaridi, molecole polari < 600 Da) es. OmpF in E. coli Porine specifiche: proteine con sito di legame specifico per alcune molecole es. OprD in P. aeruginosa Recettori ad alta affinità: legano ad alta affinità composti (vit B12, complessi Fe3+-sideroforo) es. FepA in E. coli

sistema di efflusso a tre componenti trasportatori MFS / RND + proteina di fusione di membrana proteina della membrana esterna (OMP) sistema di efflusso a tre componenti

out in Il modello AcrAB-TolC di E. coli I Tol C Acr A Acr B Tol C membrana est membrana int Tol C Acr B Acr A out Tol C Acr B in

out in Il modello AcrAB-TolC di E. coli II Tol C Acr A Acr B Tol C membrana est membrana int Tol C Acr B Acr A out Acr B membrana est Tol C Acr A membrana int in

MexAB-OprM di P. aeruginosa out membrana est membrana int Opr M Mex B Mex A in

- molti trasportatori riconoscono diverse classi di antibiotici Sistemi di efflusso - una specie batterica può esprimere più tipi di trasportatori - molti trasportatori riconoscono diverse classi di antibiotici - alcuni antibiotici possono essere riconosciuti da differenti sistemi efflusso

Sistemi di efflusso MexCD OprJ MexEF OprN MexJK OprM MexXY OprM COSTITUTIVAMENTE ESPRESSI / INDUCIBILI Es P. ae MexAB OprM  costitutivo MexCD OprJ MexEF OprN MexJK OprM MexXY OprM inducibile

Sistemi di efflusso SPETTRO DI SUBSTRATO

Sistemi di efflusso Inattivazione enzimatica o modificazione COOPERANO CON ALTRI MECCANISMI DI RESISTENZA Inattivazione enzimatica o modificazione Alterazione del target Modificazione della permeabilità

Sistemi di efflusso Sviluppo di nuovi farmaci - deboli substrati prospettive future? Sviluppo di nuovi farmaci - deboli substrati - non induttori per le pompe di efflusso Inibitori delle pompe di efflusso - resistenza?

batterio Gram-negativo Pseudomonas aeruginosa: batterio Gram-negativo patogeno opportunista, diffuso in ambiente ospedaliero resistenza intrinseca: ridotta permeabilità di membrana sistemi di inattivazione enzimatica pompe di efflusso

hanno discreta stabilità alle comuni ß-lattamasi I carbapenemici, in particolare imipenem, sono gli agenti antimicrobici di scelta nel trattamento delle infezioni da P. aeruginosa perché: hanno discreta stabilità alle comuni ß-lattamasi raggiungono la sede di infezione in buone concentrazioni imipenem hanno bassa tossicità e sono ben tollerati

Isolamenti di P. aeruginosa imipenem resistenti effettuati a Trieste

La resistenza ai carbapenemici  principalmente: mancata espressione di OprD  presenza di metallo--lattamasi:

N H C IMP/VIM Zn2+

Tutti i ceppi portatori del gene blaVIM: hanno MIC molto elevata per imipenem (64-256 µg/ml) sono multiresistenti (76 % sensibili solo al colistin)