Bài giảng Gene và cơ chế kháng thuốc của vi khuẩn

GENEVÀ CƠ CHẾ KHÁNG THUỐC CỦA VI KHUẨNMục tiêu1.Xác định bản chất thuốc KS, 2.Nêu cơ chế tác động của KS4.Giải thích cơ chế, nguồn gốc của sự kháng thuốc và nêu các biện pháp hạn chế sự kháng thuốcNội dung1.Đại cương về thuốc KS2.Cơ chế tác động của KS.4.Sự kháng thuốcLỊCH SỬ KSGiữa TK 17, một thầy thuốc hoàng gia Anh đã chữa bệnh bằng cách dùng rêu áp lên vết thươngCuối TK 19 tại Anh, các mẫu bánh mì mốc được dùng để chữa vết thương1928, Alexnder Flemming (BV Saint Mary, London) phát hiện nấm tiết ra chất có tác dụng diệt khuẩn	-Nấm Penicillium notatum	-Chất có tác dụng diệt khuẩn : penicillinLỊCH SỬ KS1938, Ernst Boris Chain và Howard Walter Florey (ĐH Oxford) bắt đầu nghiên cứu tác dụng điều trị của penicillin25/5/1940 thử nghiệm thành công trên chuộtEdward Abraham nghiên cứu điều chế penicillin tinh chất1943 dự án sản xuất penicillin được chính phủ Mỹ đặc biệt chú ýĐại cươngThuốc KS là những chất có tác động chống lại sự sống của VK, ngăn VK nhân lên bằng cách tác động ở mức phân tử, hoặc tác động vào một hay nhiều giai đoạn chuyển hóa cần thiết của đời sống VK hoặc tác động vào sự cân bằng lý hóaĐại cươngAntobioticAnti : chống lạiBiotic : sự sốngĐại cươngKS đặc hiệu : tác động lên một loại VK hay một nhóm VK nhất địnhKS phổ rộng : có hoạt tính đối với nhiều loại VK khác nhauKS phổ hẹp : có hoạt tính đối với một hay một số ít VKĐại cươngNguồn gốc Tự nhiênTổng hợpBán tổng hợpCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoỨc chế nhiệm vụ của màng tế bàoỨc chế sự tổng hợp proteinỨc chế sự tổng hợp acid nucleicCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoChức năng của vách tế bào :Giữ hình dạng đặc trưng của tế bào VKChe chỡ cho tế bào khỏi vỡ dưới áp lực thẩm thấu cao ở bên trong tế bàoLàm khuôn mẫu để tổng hợp vách mớiCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoKhi sự tổng hợp vách tế bào bị ức chế VK Gr(+) biến thành dạng hình cầu không có vách (proto-plast) VK Gr(-) có vách không hoàn chỉnh (spheroplast) tế bào dễ vỡ ở môi trường có trương lực bình thườngCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoKS thuộc nhóm này :	Bacitracin	Cephalosporin	Cycloserine	Penicillin	Rostocetin	VancomycinCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoCơ chế :Giai đoạn 1:	-Thuốc gắn vào thụ thể PBPs  phong bế transpeptidase  ngăn tổng hợp peptidoglycan	-Có 3 - 6 thụ thể PBP	-Những thụ thể khác nhau có ái lực khác nhau đối với một loại thuốc  tác dụng của thuốc khác nhauCơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bàoCơ chế :Giai đoạn 2 :	Hoạt hóa các enzym tự tiêu  ly giải tế bào ở môi trường đẳng trươngCơ chế tác động của KSỨc chế nhiệm vụ của màng tế bàoChức năng của màng tế bào :	Thẩm thấu chọn lọc	Vận chuyển chủ động	Kiểm soát các thành phần bên trong 	màng tế bàoCơ chế tác động của KSỨc chế nhiệm vụ của màng tế bàoMất sự toàn vẹn của màng tế bào  đại phân tử và ion thoát ra khỏi tế bào  tế bào chếtMàng tế bào VK và vi nấm dễ bị phá hủy bởi một số tác nhânCơ chế tác động của KSỨc chế nhiệm vụ của màng tế bàoKS thuộc nhóm này :	Amphotericin B	Colistin	Imidazole	Nystatin	PolymycinsCơ chế tác động của KSỨc chế nhiệm vụ của màng tế bàoImidazole làm suy yếu sự toàn vẹn của màng tế bào vi nấm bằng cách ức chế sự tổng hợp lipid của màng tế bàoPolymycins tác động lên VK Gr (-)Polyenes tác động lên vi nấmCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinKS thuộc nhóm này	Chloramphenicol	Erythromycins	Lincomycins	Tetracyclines	AminoglycosidesCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinAminoglycosides : StreptomycinGĐ 1: thuốc gắn vào thụ thể trên tiểu đơn vị 30SGĐ 2 : phong bế hoạt tính của phức hợp đầu tiên trong quá trình thành lập chuỗi peptidGĐ 3 : thông tin mRNA bị đọc sai  1 acid amin không phù hợpCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinAminoglycosides : StreptomycinGĐ 4 : làm vỡ các polysomes thành monosomes  không có chức năng tổng hợp proteinCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinTetracyclinesThuốc gắn vào tiểu đơn vị 30S / ribô thể  ngăn chặn các amino acid mới gắn vào chuỗi peptid mới được thành lậpCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinChloramphenicolThuốc gắn vào tiểu đơn vị 50S / ribô thể  ức chế peptidyltransferase  ngăn các amino acid mới gắn vào chuỗi peptid mới thành lậpCơ chế tác động của KSỨc chế sự tổng hợp proteinMacrolidesThuốc gắn vào tiểu đơn vị 50S/ ribô thể  ngăn cản sự thành lập phức hợp đầu tiên để tổng hợp chuỗi peptidLincomycinsCơ chế giống nhóm MacrolidesCơ chế tác động của KSỨc chế tổng hợp acid nucleicActinomycinThuốc gắn vào DNA tạo nên một phức hợp  ức chế polymerase  ngăn sự tổng hợp RNA (mRNA)MitomycinThuốc gắn vào 2 chuỗi DNA ngăn 2 chuỗi tách rời ra  không sao chép đượcCơ chế tác động của KSỨc chế tổng hợp acid nucleicKS thuộc nhóm này	Actinomycin	Mitomycin	Nalidixic acid	Novobiocin	Pyrimethamin	Rifampin	Sulfonamides	TrimethoprimCơ chế tác động của KSỨc chế tổng hợp acid nucleicRifampinThuốc gắn vào polymerase  ức chế tổng hợp RNANalidixic acidPhong bế DNA gyrase  ức chế tổng hợp DNACơ chế tác động của KSỨc chế tổng hợp acid nucleicSulfonamides PABA là một tiền chất để tổng hợp acid folic  tổng hợp acid nucleicSulfonamides có cấu trúc tương tự PABA  cạnh tranh  tạo những chất tương tự acid folic nhưng không có chức năng  cản trở sự phát triển của VKCơ chế tác động của KSỨc chế tổng hợp acid nucleicTrimethoprim ức chếKS dihydrofolic acid reductaseDihydrofolic acid tetrahydrofolic acid Tổng hợp purines / DNAXếp loại KSKS được xếp loại dựa trên tính đặc hiệu dược lýCác họ KS :SulfonamidesB-lactaminesAminoglycosidesTetracyclinesChloramphenicolMacrolidesRifamycinPolypeotidesQuinilonesSự kháng thuốcCơ chế đề khángVK sản xuất enzym phá hủy hoạt tính của thuốcVK làm thay đổi khả năng thẩm thấu của màng tế bào đối với thuốcĐiểm gắn của thuốc có cấu trúc bị thay đổiVK thay đổi đường biến dưỡng làm mất tác dụng của thuốcVK có enzym đã bị thay đổiSự kháng thuốcVK sản xuất enzym phá hủy hoạt tính của thuốcStaphylococci sản xuất ß-lactamase  kháng penicillin GVK Gr (-) sản xuất adenylase, phosphorylase, acetylase  phá hủy aminoglycosideVK Gr (-) sản xuất chloramphenicol acetyltransferase  kháng chloramphenicolSự kháng thuốcVK làm thay đổi khả năng thẩm thấu của màng tế bào đối với thuốcTetracyclin tích tụ bên trong VK nhạy cảmPolymycins, AmikacinMột số Aminoglycosides khácSự kháng thuốcĐiểm gắn của thuốc có cấu trúc bị thay đổiVK đột biến NST  mất / thay đổi protein đặc biệt trên tiểu đơn vị 30S  mất điểm gắn của Aminoglycosides  đề khángVK mất / thay đổi PBPs  đề kháng penicillinVK thay đổi thụ thể trên tiểu đơn vị 50S / ribô thể  đề kháng ErythromycinSự kháng thuốcVK thay đổi đường biến dưỡng làm mất tác dụng của thuốcVK sử dụng acid folic có sẳn  VK không còn cần PABA  đề kháng với SulfonamidesSự kháng thuốcVK có enzym đã bị thay đổiEnzym bị thay đổi vẫn còn chức năng biến dưỡng nhưng ít bị ảnh hưởng bởi thuốcỞ VK nhạy cảm với Sulfonamides : Tetrahydropteroic acid synthetase có ái lực với Sulfonamides cao hơn nhiều so với PABA.Sự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốcKhông do di truyềnDo di truyền	Đề kháng do NST	Đề kháng ngoài NSTSự kháng thuốcNguồn gốc không do di truyềnSự nhân lên của VK cần thiết cho tác động của thuốc	-VK không nhân lên được  kháng thuốc	-Những thế hệ sau có thể nhạy cảm trở lạiMất điểm gắn đặc biệt dành cho thuốcSự kháng thuốcNguồn gốc do di truyềnPhần lớn VK kháng thuốc là do Thay đổi về mặt di truyềnHậu quả của quá trình chọn lọc bởi thuốc KSSự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốcĐề kháng do NSTĐột biến ngẫu nhiên một đoạn gen kiểm soát tính nhạy cảm với thuốcCơ chế chọn lọcTần suất 10-7 – 10-12Hiếm xảy ra : 10 – 20%Di truyền theo chiều dọcSự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốcĐề kháng ngoài NSTDo cảm ứng với KSTần suất 10-6 – 10-7Thường xảy ra : 80 - 90%Di truyền theo chiều dọc và chiều ngangSự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốcVật liệu di truyền trên plasmid được truyền theo cơ chế :Chuyển thể ( transformation)Chuyển nạp ( transduction)Chuyển vị ( transposition)Giao phối ( conjugation)Sự kháng thuốcSự đề kháng chéo Vk kháng với 2 hay nhiều loại thuốc có cùng cơ chế tác độngThường gặp ở những thuốc có thành phần hóa học gần giống nhau	Polymycin B – Colistin	Erythromycin – Oleandomycin	Neomycin - KanamycinSự kháng thuốcSự đề kháng chéoCó thể thấy ở những thuốc không có liên hệ hóa học	Erythromycin - LincomycinSự kháng thuốcGiới hạn sự kháng thuốcDuy trì liều lượng thuốc đủ cao trong môPhối hợp thuốcHạn chế sử dụng