Antybiotyki peptydowe

Grupa obejmująca proste peptydy liniowe, peptydy cykliczne, glikopeptydy i lipopeptydy. Z lekami tymi wiąże się duże nadzieje, ze względu na rozwijającą się oporność  drobnoustrojów na tradycyjne antybiotyki.  

Proste peptydy antydrobnoustrojowe (PDA) nazywane są bakteriocynami. Charakterystyczną ich cechą jest to, że kodowane są przez jeden gen.

Bakteriocyny bakterii Gram-dodatnich ze względu na zróżnicowanych charakter fizykochemiczny zostały podzielone na cztery klasy:

  • lantybiotyki (klasa I) - nizyna, epidermina oraz Pep5
  • niemodyfikowane / nielantybiotykowe bakteriocyny (klasa II) - pochodne pediocyny oraz bakteriocyny dipeptydowe
  • wysokocząsteczkowe, termolabilne bakteriocyny (klasa III) - laktocyny, termpofiliny
  • bakteriocyny modyfikowane podstawnikiem lipidowym lub węglowodanowym (klasa IV) - laktocyna S).

Najbardziej znaną bakteriocyną bakterii Gram-ujemnych jest kolicyna, produkowana przez gram ujemne pałeczki E. coli.

Bakteriocyny nie są stosowane jako chemioterapeutyki, ale np. nizyna służy jako konserwant żywności.

Do cyklicznych antybiotyków polipeptydowych należą gramidacyna, tyrodacyna, bacytracyna, wiomycyna oraz polimyksyny. Wśród nich najczęściej wykorzystuje się polimyksyny i bacytracynę.

Polimyksyny to antybiotyki produkowane przez bakterie Bacillus polymaxa działające na Gram-ujemne pałeczki z rodzaju Pseudomonas. Bacytracyna stanowi mieszaninę 7 różnych peptydów wytwarzanych przez Bacillus licheniformis. Jego spektrum działania jest wąskie  i obejmuje przede wszystkim gronkowce i paciorkowce β-hemolityczne z grupy A.

Do antybiotyków glikopeptydowych zalicza się wankomycynę i teikoplaninę. Mechanizm ich działania polega na hamowaniu syntezy ściany komórki bakteryjnej. W stężeniach 8 mg/L antybiotyki glikopeptydowe działają bakteriostatycznie a w większych stężeniach bakteriobójczo (12, 13). Zakres działania przeciwbakteryjnego antybiotyków glikopeptydowych obejmuje przede wszystkim bakterie Gram-dodatnie: gronkowce, paciorkowce i enterokoki. Spektrum ich działania obejmuje także Corynebacterium jeikeium oraz Clostridium difficile.

Wzrost zakażeń wewnątrz szpitalnych spowodowanych wieloopornymi bakteriami Gram-dodatnimi spowodował w ostatnich latach częstsze stosowanie glikopeptydów i jednoczesny wzrost oporności na te leki. Oporność na glikopeptydy najczęściej dotyczy enterokoków. Szczepy enterokoków opornych na wankomycynę opisano po raz pierwszy w latach osiemdziesiątych (vancomycin – resistant enterococcus – VRE). Od tego czasu częstość występowania VRE systematycznie wzrasta, zwłaszcza u chorych hospitalizowanych.  Oporność na glikopeptydy została podzielona na 4 grupy:

  • VanA – obserwowana u bakterii Enterococcus faecalis i Enterococcus faecium. Jest ona przenoszona między komórkami bakterii poprzez transpozycję genu Tn1546 i wykazuje jednakową oporność w stosunku do wankomycyny i teikoplaniny.
  • VanB – mechanizm ten wywołuje oporność na wankomycynę.
  • VanC – konstytutywna oporność na wankomycynę, ale nie na teikoplaninę. Zaobserwowano ją w szczepach Gallinarium i Enterococcus casseliflavus
  • VanD – dotycząca niektórych szczepów Staphylococcus haemoliticus, u których wykryto oporność na teikoplaninę i wrażliwość w stosunku do wankomycyny.

Do półsynetytycznych lipopeptydów należy daptomycyna, która jest produktem naturalnym, działającym wyłącznie na  bakterie Gram-dodatnie. Mechanizm działania daptomycyny polega na wiązaniu się (w obecności jonów wapnia) z błonami bakteryjnymi zarówno w fazie wzrostu komórek jak i w fazie stacjonarnej, co prowadzi do zahamowania syntezy białek, DNA i RNA a w konsekwencji do  śmierci komórki bakteryjnej.

Szczepy bakterii o zmniejszonej wrażliwości lub całkowitej oporności na daptomycynę, charakteryzują się zmienioną powierzchnią błony komórkowej. Istnieją różnice w  zawartości kwasów tłuszczowych, fosfolipidów, płynności błony i jej asymetrii między drobnoustrojami wrażliwymi a opornymi, co może mieć wpływ wiązanie daptomycyny. Oporność na daptomycynę jest związana z punktową mutacją w genie mprF kodującym syntetazę lizylofosfotydyloglicerolu (odpowiedzialną za rozmieszczenie ładunków elektrycznych na błonie komórkowej) oraz mutacją w genie yycG kodującym kinazę histydyny (związaną z syntezą kwasów tłuszczowych) lub w genach rpoB i rpoC będących podjednostkami polimerazy RNA.

 

Bayer A.S., Schneider T., Sahl H-G., 2012. Mechanisms of daptomycin resistance in Staphylococcus aureus: role of the cell membrane and cell wall. Annals Of The New York Academy Of Sciences. 1277: 139-158

Markiewicz Z., Kwiatkowski Z.A., 2012. Bakterie, antybiotyki, lekooporność. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012 (copyright 2006)

Rakowska-Chmielniak M.A., 2010. Zastosowanie nowych antybiotyków w leczeniu zakażeń wywołanych przez wielolekooporne szczepy ziarniaków Gram-dodatnich. Farmacja Współczesna,  2010; 3: 73-81

Robak P., Robak T., 2006. Zastosowanie antybiotyków glikopeptydowych u chorych z gorączką neutropeniczną. Acta Haematologica Polonica. 37:  317–328