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Antifúngicos: Mecanismos de ação e Resistência Professora: Drª. Emanuelle Karine Frota Batista Centro Universitário UNINOVAFAPI Curso de Medicina Veterinária Disciplina: Microbiologia aplicada às ciências agrárias INTRODUÇÃO ❖ Como controlar os fungos AGENTES QUÍMICOS: fenóis, álcoois, sais de metais pesados, halogênios, oxidantes, redutores, detergentes AGENTES FÍSICOS: Controle dos fatores ambientais que atuam no crescimento fúngico: o Umidade o Temperatura o pH o Radiação Agentes químicos também utilizados na conservação alimentos e controle crescimento fungos - Ácido Propiônico (Propionato de Cálcio) Em massas indústria panificação - Sulfato de Cobre, Oxicloreto de cobre Frutas frescas: uva, melão, caqui - Captan (pesticida) Legumes, verduras, orquídeas e animais Tratamento das Micoses 1as. Drogas: 1890 - Violeta Genciana 1940 - Iodo (Esporotricose) - Ác. Salicílico (Micoses cutâneas) - Ác. Benzóico (Micoses cutâneas) - Sulfas (Micoses sistêmicas) Histórico 1939 Griseofulvina isolada 1949 Nistatina (poliênico) isolada 1956 Anfo-B isolada 1962 5-FC atividade antifúngica 1970s Primeiros azóis (imidazóis) no mercado 1981 Cetoconazol entra no mercado 1987 Formulação lipídica p/ Anfo-B 1990 e 1992 Triazóis – 1ª. geração Fluconazol eItraconaz ol 2002 - atual Triazóis – 2ª. geração 2002- Voriconazol 2006-Posaconazol Equinocandinas 2002- Caspofungina 2005- Micafungina 2006- Anidulafungina 1903 – KI (iodeto de potássio) Classificação das micoses Micose Tecido Espécies Superficial Extrato córneo do tecido epitelial, pelo e cabelo Malassezia furfur Hortaea werneckii Piedraia hortae Trichosporon beigelii Cutâneo Porções queratinizadas da pele, pelo e cabelo Trichophyton spp. Microsporum spp. Epidermophyton floccosum Subcutâneo Derme, músculos e tecido conjuntivo Sporothrix spp. Fonsecaea pedrosoi e outros Sistêmico endêmico Inicia-se com uma infecção pulmunar podendo atingir qualquer órgão Paracoccidioides spp. Histoplasma capsulatum Coccidioides immitis Sistêmico Qualquer tecido Candida spp. Cryptococcus spp. Aspergillus spp. Fusarium spp. Zigomycetes-Rhizopus spp. Antifúngicos: Tratamento das infeções fúngicas Por que há menos antifúngicos que antibacterianos? bactéria Fungo ✓ O combate a infecções fúngicas é muito mais complexo que de bactérias ✓ Principalmente, pelas similaridades entre nossas células e dos fungos Principais pontos de ação dos anti-bacterianos Combate a fungos causadores de doenças: 1 Agente deve combater o fungo não o paciente 2 Busca de estruturas celulares alvo: presentes nos fungos mas ausentes nas nossas células Alvos potenciais terapia anti-fúngica: Membrana celular: contém ergosterol ao invés de colesterol Algumas drogas podem ser específicos em interromper o metabolismo DNA fúngico Ao contrário das células de mamíferos, os fungos possuem parede celular 1,3 1,6 glucanas M.P. quitina ergosterol 1,3 glucan sintetase mannoproteinas Esquema parede e membrana celular fungos: ❖ As membranas celulares dos fungos se diferenciam das dos animais por apresentar em sua membrana Ergosterol, ao invés de colesterol o Alvos para a quimioterapia antifúngica O antifúngico ideal... ⚫ Toxicidade seletiva ↓ efeitos colaterais ⚫ Amplo espectro de ação ⚫ Não permita a seleção de amostras resistentes ⚫ Não ser alérgeno (Efeito antigênico) ⚫ Boa estabilidade ⚫ Boa farmacocinética (Absorção, distribuição, metabolismo e excreção) ⚫ Baixo custo Antifúngicos e Mecanismos de ação Membrana celular • Poliênicos - Anfotericina B e formulações lipídicas - Nistatina • Azóis - Cetoconazol, Miconazol, - Fluconazol, Itraconazol - Voriconazol, Posaconazol - Albaconazol, Ravuconazol, Isavuconazol 1. Antifúngicos que agem na membrana celular 2. Ação sobre o ergosterol- agentes poliênicos Anfotericina B Nistatina Anfotericina B Ergosterol Colesterol Odds et al. TRENDS in Microbiology, 11: 272-279, 2003. Antifúngicos e Mecanismos de ação ErgosterolFosfolipídio Anfotericina B Meio aquoso Bicamada lipídica 3. Interações com células de mamíferos Anfotericina B/Nistatina Colesterol Nefrotoxicidade Hepatotoxicidade Cardiotoxicidade Anemia hemolítica Antifúngicos e Mecanismos de ação Modo de ação: se ligam ao ergosterol das membranas celulares dos fungos levando a abertura de canais e consequente vazamento de ions Anfotericina B Nistatina ❖ POLIENOS Antifúngicos e Mecanismos de ação Ergosterol Anfotericina B/ Nistatina Na ++ Ca++ Na+ Ca++ K+ K+ Vazamento intracelular de cations e proteínas NISTATINA ⚫ 1º poliênico (1949) ⚫ Isolado de Streptomyces noursei ⚫ Altamente tóxico ⚫ Uso somente tópico – suspensão, pastilhas, pomadas, cremes ⚫ Tratamento de dermatófitos e infecções mucocutâneas por Candida ⚫ Má absorção mucocutânea ⚫ Usado no tratamento de infecções mucocutâneas (Ex. lavagem bucal, SGI) ⚫ Efeitos colaterais: Náuseas, vômito, diarreia com dose elevada ANFOTERICINA B desoxicolato • Isolado de Streptomyces nodosus (1956) - Desvantagem: Muito tóxica - Vantagens Amplo espectro de ação Fungicida Baixo custo o Espectro de ação: – Candida spp. (exceto C. lusitaniae) – Cryptococcus spp. – Fungos dimórficos – Aspergillus spp., – Fungos negros, Zigomicetos o Não tem espectro para: – Trichosporon spp. Anfotericina B desoxicolato o Formulação Tópica e Endovenosa o Efeitos adversos: o Agudos - febre, calafrio, vômito, náusea, cefaléia o Crônicos - Nefrotoxicidade (50% dos pacientes), anemia, efeito neurotóxico O acondicionamento da anfotericina B em lipossomos (L-AB) leva a uma redução considerável de efeitos colaterais ⚫Nistatina - Uso tópico e altamente tóxico ⚫ Anfotericina B desoxicolato - tópico e IV Anfotericina B lipossomal (L-AMB, Ambissome) Anfotericina B dispersão coloidal (ABCD – Amphocil ou Amphotec) Anfotericina B Complexo lipídico (ABLC, Abelcet) Eficácia semelhante a AMB desoxicolato ↓↓ Efeitos colaterais Inibição da síntese do ergosterol HMG-CoA sintetase Acetil CoA Tiolase Acetoacetil-CoA 3-OH-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) Farnesil pirofosfato Esqualeno sintase Esqualeno Alilaminas (Terbinafina) C14-α-lanosterol demetilaseAzóis Esqualeno epoxidase C14-dimetil lanosterol Zimosterol Esterol metil transferase Fecosterol Adaptado de Shea e Del Poeta. Current Opinion in Microbiology, 9: 352-358, 2006. C8-isomerase Ergosterol Esqualeno epóxido C14-redutase Lanosterol ALILAMINAS o Principal é a Terbinafina - inibe a esqualeno epoxidase (esqualeno monoxigenase) codificada pelo gene ERG1, participante da via biossintética do ergosterol o Efeito antifúngico – acúmulo de esqualeno no citoplasma e falta de ergosterol nas membranas o Uso tópico (1% em creme) e oral o Acumula na pele, unha e tecido adiposo o Reações adversas: diarréia, náuseas, erupções cutâneas, urticária e fotossensibilidade Erg1p ⚫ Imidazóis ◦ 1ª. Geração (Ex. miconazol) ◦ 2ª. Geração (Ex. cetoconazol) ⚫ Triazóis ◦ 1ª. Geração (Ex. fluconazol) ◦ 2ª. Geração (Ex. voriconazol) ◦ 3ª. Geração (Ex. ravuconazol) ❖ AZÓIS: imidazóis e trizóis Age na via biossintética do ergosterol, interferindo na ação do produto gênico de ERG11: citocromo P450 lanosterol 14-alfa- demetilase Enzima presente nas células de mamíferos Colesterol Agentes azólicos: imidazóis ⚫Econazol ⚫Miconazol ⚫Clotrimazol ⚫Cetoconazol (tópico e sistêmico) o São Fungistáticos - Dermatofitoses, candidíasis cutânea/mucocutânea o Uso tópico (creme, loção, shampoo) e sistêmico (comprimido) o Absorção do cetoconazol – pH ácido o São hepatotóxicos, altera níveis de testosterona e cortisol Tópico Agentes azólicos: triazóis o No tratamento de Infecções sistêmicas o Principal efeito colateral – hepatoxicidade Fluconazol Voriconazol Itraconazol Posaconazol Alta afinidade pela C14-α demetilase - ↓efeitoscolaterais Odds et al. TRENDS in Microbiology, 11: 272-279, 2003. São mais específicos para a enzima do citocromo P450 ↓Efeitos colaterais Espectro de ação ampliado: dermatófitos, fungos filamentosos, leveduras e fungos dimórficos Ravuconazol Isavuconazol Albaconazol Novos triazóis Espectro de ação dos triazóis Candida Cryptococcus Aspergillus Fusarium Zigomicetos Flu ++ +++ - - - Itra ++ ++ +++ - - Vori +++ +++ +++ ++ - Posa +++ +++ +++ ++ ++ Isavu +++ +++ +++ + + Antifúngicos que agem na síntese da parede celular Parede celular •Equinocandinas - Caspofungina - Micafungina - Anidulafungina - Aminocandina Parede celular fúngica manoproteínas quitina ergosterol 1,3 glucana sintetase 1,3 1,6 glucanas membrana Perda da integridade da parede celular Fragilidade Osmótica Efeito fungicida A chamada classe dos Equinocandinas constitui os inibidores da Glucano sintase, tais como: Caspofungina Micafungina Anidulafungina Modo de ação da Caspofungina e Micafungia: inibição da glucano sintase Via de administração IV uma vez por dia. Pouca interação com outras drogas Efeitos adversos: gastrointestinais Não apresenta resistência cruzada os agentes azólicos Caspofungina, Anidulafungina e Micafungina - São similares - eficácia e segurança Ativos contra: Candida spp. - fungicida e Aspergillus spp. - fungistático Indicação: candidíase esofágica, candidemia, candidíase invasiva, Aspergilose invasiva refratária a outros antifúngicos Bowman et al. Antimicrob Agent Chemother 2002;46:3001-12. Aspergillus ❖ GRISEOFULVINA Um dos primeiros anti-fúngicos a ser desenvolvidos, foi inicialmente isolado de Penicillium griseofulvun em 1937, e é utilizada contra dermatófitos ✓ Modo de Ação Inibição da formação dos microtúbulos celulares necessários, por exemplo, na formação das fibras dos fusos mitóticos Resistência aos agentes antifúngicos O que pode levar à resistência ? “ O antimicrobiano não induz à resistência” o O que ocorre é a seleção natural de microrganismos resistentes ao antimicrobiano “A resistência microbiana reflete o princípio evolutivo de que os organismos se adaptam geneticamente a mudanças no seu meio ambiente” Como minimizar a seleção de cepas resistentes? ⚫ Evitar o uso indiscriminado de antifúngicos ⚫Diagnóstico correto ⚫ Tratamento adequado ⚫Utilizar dosagens adequadas e suficientes ⚫Mudar tão logo de antifúngico quando se observa que o fungo possui sinais de resistência ⚫ Fazer teste de susceptibilidade à droga quando necessário Mecanismos de resistência aos antifúngicos Membrana plasmática Poliênicos Azóis Parede celular Equinocandinas ANTIFÚNGICOS Mecanismos de resistência aos agentes poliênicos • Diminuição da quantidade de ergosterol • Acúmulo de outro esterol, diferente de ergosterol, com baixa afinidade pelos poliênicos Resistência intrínsica: C. lusitaniae e C. guilhiermondii Resistência secundária: C. albicans, C. glabrata e C. krusei Resistência é rara Mutação do gene ERG 11 (C14-α- lanosterol demetilase) Mecanismos de resistência aos azóis Aumento da expressão da C14-α- lanosterol demetilase Resistência e sensibilidade aos antifúngicos ⚫ Resistência: capacidade do micro-organismo em crescer em concentrações plasmáticas da droga ⚫ Sensibilidade: quando não crescem nessas concentrações ⚫ CIM: menor concentração do antifúngico necessária para inibir o crescimento fúngico (µg/mL) ⚫ CFM: menor concentração do antifúngico necessária para matar o fungo (µg/mL) ⚫ Fungicida x Fungistático Diagnóstico Laboratorial das Micoses ❑ Sequência diagnóstico de uma dermatofitose clínico Exame direto cultivo Microscopia O diagnótisco depende sempre de: Coleta apropriada e cuidadosamente estocada Coleta de informações do paciente Processamento do material Interpretação dos resultados Principais Técnicas para Diagnóstico em Micologia 1. Exame micológico direto ✓ Simples e barato ✓ Materiais clínicos: escamas, pelos, unhas, secreção, pus, crostas, espécime de biópsia, líquor, urina ✓ Muito útil para as micoses superficiais, cutânea e subcutânea e também algumas sistêmicas 2. Cultura Indispensável para o isolamento e a identificação do fungo patogênico *Quando isolado de sítios estéries (liquor e sangue tem significado importante), de materiais como pus, escarro e urina deve ser interpretado com cautela Meio de cultivo predominante é o Ágar Sabouraud Isolado de pele M. canis Liquor C. neoformans 20oC Escarro 37oC Rev Soc Bra Med Trop 39(3):297-310 P. brasiliensis M. canis A. fumigatus P. funiculosum C. albicans 3- Testes Biológicos Normalmente são utilizados como forma de distinguir espécies dentro de um mesmo gênero. Exemplos: Testes de crescimento em meio de cultivo seletivo Análise de pigmentação Testes de perfuração de pelo T. mentagrophytes → Perfura o pelo T. Rubru → Não perfura o pelo C. neoformans vs C. gatti em meio CGB 4- Testes Bioquímicos Também utilizados na distinção entre espécies próximas ✓ Avaliam capacidades bioquímicas específicas, ex: ✓ Capacidade fermentativa (zimograma) ✓ Capacidade assimilação nutrientes (auxanograma) ✓ Utilização de uréia (prova da urease) Auxanograma Zimograma T. mentagrophuytes T. rubrum PROVA DA UREASE Anatomopatológico o Demonstração de elementos fúngicos em tecidos An.Bras.Dermatol (2011) 86:138-141 CORPO ASTERÓIDE Esporotricose Cromoblastomicose Arq Neuropsiquiatr 2006;64(2-A) Criptococose Paracoccidiodomicose 5- Luz UV (Lâmpada de Wood) ➢ Auxílio no diagnóstico e controle de micoses superficiais e cutâneas Presença sugestiva de M. canis 6- Sorologia ➢ Auxiliaa no diagnóstico e na avaliação prognóstica Antifúngicos: Mecanismos de ação e Resistência Professora: Drª. Emanuelle Karine Frota Batista Centro Universitário UNINOVAFAPI Curso de Medicina Veterinária Disciplina: Microbiologia aplicada às ciências agrárias Slide 1: Antifúngicos: Mecanismos de ação e Resistência Slide 2: INTRODUÇÃO Slide 3 Slide 4 Slide 5: Histórico Slide 6: Classificação das micoses Slide 7 Slide 8: Por que há menos antifúngicos que antibacterianos? Slide 9: Principais pontos de ação dos anti-bacterianos Slide 10 Slide 11: Alvos potenciais terapia anti-fúngica: Slide 12: Esquema parede e membrana celular fungos: Slide 13: Alvos para a quimioterapia antifúngica Slide 14: O antifúngico ideal... Slide 15: Antifúngicos e Mecanismos de ação Slide 16: Ação sobre o ergosterol- agentes poliênicos Slide 17 Slide 18: Interações com células de mamíferos Slide 19: POLIENOS Slide 20: NISTATINA Slide 21: ANFOTERICINA B desoxicolato Slide 22: Anfotericina B desoxicolato Slide 23 Slide 24: Inibição da síntese do ergosterol Slide 25: ALILAMINAS Slide 26: AZÓIS: imidazóis e trizóis Slide 27: Agentes azólicos: imidazóis Slide 28: Agentes azólicos: triazóis Slide 29: Alta afinidade pela C14-α demetilase - ↓efeitos colaterais Slide 30: Novos triazóis Slide 31: Espectro de ação dos triazóis Slide 32: Antifúngicos que agem na síntese da parede celular Slide 33: Parede celular fúngica Slide 34 Slide 35: Modo de ação da Caspofungina e Micafungia: inibição da glucano sintase Slide 36: Ativos contra: Slide 37: Modo de Ação Inibição da formação dos microtúbulos celulares necessários, por exemplo, na formação das fibras dos fusos mitóticos Slide 38: Resistência aos agentes antifúngicos Slide 39: O que pode levar à resistência ? Slide 40: Como minimizar a seleção de cepas resistentes? Slide 41: Mecanismos de resistência aos antifúngicos Slide 42: Mecanismos de resistência aos agentes poliênicos Slide 43: Mecanismos de resistência aos azóis Slide 44: Aumento da expressão da C14-α- lanosterol demetilase Slide 45: Resistência e sensibilidade aos antifúngicos Slide 46: Diagnóstico Laboratorial das Micoses Slide 47 Slide 48: Principais Técnicas para Diagnóstico em Micologia Slide 49 Slide 50 Slide 51: LiquorSlide 52: P. funiculosum Slide 53: 3- Testes Biológicos Slide 54: C. neoformans vs C. gatti em meio CGB Slide 55: 4- Testes Bioquímicos Slide 56 Slide 57: Anatomopatológico Demonstração de elementos fúngicos em tecidos Slide 58 Slide 59: 5- Luz UV (Lâmpada de Wood) Slide 60: 6- Sorologia Slide 61: Antifúngicos: Mecanismos de ação e Resistência