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Resistencia cruzada

La resistencia cruzada se produce cuando un organismo desarrolla resistencia a varias sustancias con un mecanismo de acción similar . Por ejemplo, si un tipo de bacteria desarro...

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La resistencia cruzada se produce cuando un organismo desarrolla resistencia a varias sustancias con un mecanismo de acción similar . Por ejemplo, si un tipo de bacteria desarrolla resistencia antimicrobiana a un antibiótico , también desarrollará resistencia a otros antibióticos que actúan sobre la misma proteína o utilizan la misma vía de entrada. Un ejemplo real de resistencia cruzada se dio con el ácido nalidíxico y la ciprofloxacina , ambos antibióticos quinolónicos . Al desarrollar resistencia a la ciprofloxacina, las bacterias también desarrollaron resistencia al ácido nalidíxico, ya que ambos fármacos inhiben la topoisomerasa , una enzima clave en la replicación del ADN . [ 1 ] Debido a la resistencia cruzada, los tratamientos antimicrobianos como la terapia fágica pueden perder rápidamente su eficacia contra las bacterias. [ 2 ] Esto convierte la resistencia cruzada en un factor importante a considerar en el diseño de terapias evolutivas .

Definición

La resistencia cruzada se basa en la idea de que el desarrollo de resistencia a una sustancia conduce posteriormente a la resistencia a una o más sustancias que pueden ser resistidas de manera similar. Ocurre cuando se proporciona resistencia contra múltiples compuestos a través de un único mecanismo, como una bomba de eflujo . [ 3 ] Esto puede mantener las concentraciones de una sustancia tóxica en niveles bajos y puede hacerlo para múltiples compuestos. El aumento de la actividad de dicho mecanismo en respuesta a un compuesto también tiene un efecto similar sobre los demás. La definición precisa de resistencia cruzada depende del campo de interés.

Control de plagas

En el control de plagas , la resistencia cruzada se define como el desarrollo de resistencia por parte de poblaciones de plagas a múltiples plaguicidas dentro de una misma familia química. [ 4 ] De forma similar al caso de los microbios, esto puede ocurrir debido a que comparten sitios de unión específicos. Por ejemplo, las mutaciones en la cadherina pueden generar resistencia cruzada en H. armigera a Cry1Aa y Cry1Ab. También existe la resistencia múltiple, en la que la resistencia a múltiples plaguicidas se produce a través de diferentes mecanismos de resistencia, en lugar de los mismos mecanismos. [ 5 ]

Microorganismos

En otro caso, se define como la resistencia de un virus a un nuevo fármaco como resultado de una exposición previa a otro fármaco. [ 6 ] O, en el contexto de los microbios, es la resistencia a múltiples agentes antimicrobianos diferentes como resultado de un único mecanismo molecular. [ 7 ]

Resistencia a los antibióticos

La resistencia cruzada está muy implicada en el problema generalizado de la resistencia a los antibióticos , un área de relevancia clínica. Existe un aumento continuo en el desarrollo de resistencia a múltiples fármacos en bacterias. Esto se debe en parte al uso generalizado de compuestos antimicrobianos en diversos entornos. [ 8 ] Pero la resistencia a los antibióticos puede surgir de múltiples maneras, no necesariamente como resultado de la exposición a un compuesto antimicrobiano.

Similitud estructural

La resistencia cruzada puede ocurrir entre compuestos químicamente similares, como antibióticos de clases similares y diferentes. [ 9 ] Dicho esto, la similitud estructural es un predictor débil de la resistencia a los antibióticos, y no predice la resistencia a los antibióticos en absoluto cuando se omiten los aminoglucósidos en la comparación. [ 10 ]

Similitud de objetivos

La resistencia cruzada se produce con mayor frecuencia debido a la similitud de objetivos. Esto es posible cuando los agentes antimicrobianos tienen el mismo objetivo, inician la muerte celular de manera similar o tienen una vía de acceso similar. Un ejemplo es la resistencia cruzada entre antibióticos y desinfectantes. La exposición a ciertos desinfectantes puede conducir a una mayor expresión de genes que codifican bombas de eflujo capaces de mantener bajos niveles de antibióticos. Por lo tanto, el mismo mecanismo que se utiliza para eliminar el compuesto desinfectante de la célula también puede utilizarse para eliminar los antibióticos de la célula. [ 11 ] Otro ejemplo es la resistencia cruzada entre antibióticos y metales. Como se mencionó anteriormente, los compuestos no tienen que ser similares en estructura para que se produzca la resistencia cruzada. También puede ocurrir cuando se utiliza el mismo mecanismo para eliminar el compuesto de la célula. En la bacteria Listeria monocytogenes se ha encontrado un transportador de eflujo de múltiples fármacos que podría exportar tanto metales como antibióticos. [ 12 ] [ 13 ] El trabajo experimental ha demostrado que la exposición al zinc puede conducir a mayores niveles de resistencia bacteriana a los antibióticos. [ 14 ] Varios otros estudios han reportado resistencia cruzada a diversos tipos de metales y antibióticos. Estos actuaron a través de varios mecanismos, como sistemas de eflujo de fármacos y sistemas de formación de enlaces disulfuro . La posible implicación de esto es que no solo la presencia de compuestos antibacterianos puede conducir al desarrollo de resistencia a los antibióticos, sino también factores ambientales como la exposición a metales pesados. [ 3 ]

Sensibilidad colateral

La sensibilidad colateral es un fenómeno en el que la resistencia a un fármaco conlleva una mayor susceptibilidad a otro. Este concepto se ha estudiado tanto en bacterias [ 15 ] como en hongos patógenos [ 16 ]. Los investigadores han descubierto que los tratamientos basados ​​en la sensibilidad colateral son eficaces contra poblaciones resistentes in vitro [ 16 ] , lo cual resulta prometedor en el esfuerzo por combatir los daños causados ​​por la resistencia cruzada a los antibióticos de uso común [ 17 ] . Una mayor sensibilidad a un antibiótico implica que se puede utilizar una concentración menor del mismo para lograr una inhibición adecuada del crecimiento.

Aunque los mecanismos individuales de sensibilidad colateral aún no se comprenden del todo, se cree que la sensibilidad colateral y la resistencia antimicrobiana existen como una compensación en la que los beneficios obtenidos por la resistencia a los antibióticos se equilibran con los riesgos introducidos por la sensibilidad colateral. [ 18 ] Un mecanismo específico de resistencia antimicrobiana puede reducir la aptitud del organismo y, por lo tanto, exponer o aumentar su vulnerabilidad a una clase diferente de fármaco. A medida que se realicen más investigaciones en esta área, los tratamientos basados ​​en la sensibilidad colateral podrían utilizarse para patógenos multirresistentes conocidos, como Staphylococcus aureus resistente a la meticilina , Candida auris y Candida albicans .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Périchon, B.; Courvalin, P. (2009). «Resistencia a los antibióticos». Enciclopedia de Microbiología . págs. 193–204 . doi : 10.1016/B978-012373944-5.00218-2 . ISBN  978-0-12-373944-5.
  2. ↑ Wright, Rosanna (3 de octubre de 2018). "La resistencia cruzada es modular en las interacciones bacteria-fago" . PLOS Biology . 16 (10) e2006057. doi : 10.1371/journal.pbio.2006057 . PMC 6188897. PMID 30281587 .  
  3. 1 2 Pal, Chandan; Asiani, Karishma; Arya, Sankalp; Rensing, Christopher; Stekel, Dov J.; Larsson, DG Joakim; Hobman, Jon L. (2017). "Resistencia a los metales y su asociación con la resistencia a los antibióticos". Microbiología de los iones metálicos . Avances en fisiología microbiana. Vol. 70. págs. 261–313 . doi : 10.1016/bs.ampbs.2017.02.001 . ISBN   978-0-12-812386-7. PMID 28528649 . 
  4. ↑ Sarwar, Muhammad; Aslam, Roohi (2020). «Nuevos avances en la biología de los insectos vectores y la epidemiología de los virus». Virología vegetal aplicada . págs. 301–311 . doi : 10.1016/b978-0-12-818654-1.00023-2 . ISBN  978-0-12-818654-1.
  5. ↑ Wu, Yidong (2014). "Detección y mecanismos de resistencia desarrollados en insectos para producir toxinas de Bacillus thuringiensis". Intestino medio de los insectos y proteínas insecticidas . Avances en fisiología de los insectos. Vol. 47. págs. 297–342 . doi : 10.1016/B978-0-12-800197-4.00006-3 . ISBN   978-0-12-800197-4.
  6. ↑ Locarnini, Stephen; Bowden, Scott (agosto de 2010). "Resistencia a los fármacos en la terapia antiviral". Clinics in Liver Disease . 14 (3): 439– 459. doi : 10.1016/j.cld.2010.05.004 . PMID 20638024 . 
  7. ↑ Colclough, Abigail; Corander, Jukka; Sheppard, Samuel K.; Bayliss, Sion C.; Vos, Michiel (junio de 2019). "Patrones de resistencia cruzada y sensibilidad colateral entre antibióticos clínicos y antimicrobianos naturales" . Evolutionary Applications . 12 (5): 878– 887. Bibcode : 2019EvApp..12..878C . doi : 10.1111 / eva.12762 . PMC 6503891. PMID 31080502 .  
  8. ↑ Anes, João; McCusker, Matthew P.; Fanning, Séamus; Martins, Marta (10 de junio de 2015). "Los entresijos de las bombas de eflujo RND en Escherichia coli" . Frontiers in Microbiology . 6 : 587. doi : 10.3389/fmicb.2015.00587 . PMC 4462101. PMID 26113845 .  
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  10. ↑ Lázár, Viktória; Nagy, István; Spohn, Réka; Csörgő, Bálint; Györkei, Ádám; Nyerges, Ákos; Horváth, Balázs; Vörös, Andrea; Busa-Fekete, Róbert; Hrtyan, Mónika; Bogos, Balázs; Méhi, Orsolya; Fekete, Gergely; Szappanos, Balázs; Kégl, Balázs (2014). "El análisis de todo el genoma captura los determinantes de la red de interacción de resistencia cruzada a los antibióticos" . Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 4352. Código Bib : 2014NatCo...5.4352L . doi : 10.1038/ncomms5352 . PMC 4102323 . PMID 25000950 .  
  11. ↑ Chapman, John S. (junio de 2003). "Mecanismos de resistencia a desinfectantes, resistencia cruzada y corresistencia". International Biodeterioration & Biodegradation . 51 (4): 271– 276. Bibcode : 2003IBiBi..51..271C . doi : 10.1016/s0964-8305(03)00044-1 .
  12. ^ Mata, MT; Baquero, F.; Pérez-Díaz, JC (2000). "Un transportador de eflujo de múltiples fármacos en Listeria monocytogenes" . Cartas de microbiología FEMS . 187 (2): 185– 188. doi : 10.1111/j.1574-6968.2000.tb09158.x . PMID 10856655 . 
  13. ↑ Baker-Austin, Craig; Wright, Meredith S.; Stepanauskas, Ramunas; McArthur, JV (abril de 2006). "Coselección de resistencia a antibióticos y metales". Trends in Microbiology . 14 (4): 176– 182. doi : 10.1016/j.tim.2006.02.006 . PMID 16537105 . 
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