EXPERTO QUIMICO: por Yeisner Arias

Primer antibiótico que combate la tuberculosis: la estreptomicina

Estructura química de la estreptomicina

La estreptomicina es un antibiótico aminoglucósido semisintétitco, obtenido en 1943 por el químico ruso Selman Waksman y sus colaboradores Elizabeth Bugie y Albert Schatz, del hongo Streptomyces griseus. Su importancia se debe a que fue la primera sustancia química de actividad antimicrobiana contra el Mycobacterium tuberculosis (conocido como el bacilo de Koch). Más adelante le siguió la neomicina. Más tarde se sumaron a los ya existentes la kanamicina (1957), la gentamicina (aislada de la Micromonospora purpurea en 1963) y la tobramicina. Estos productos constituyeron verdaderos aportes a la terapéutica contra las infecciones originadas por bacilos gramnegativos. Años después aparecen la amikacina, la dibekacina y la netilmicina, en su calidad de aminoglucósidos semisintéticos, los que constituyeron excelentes alternativas frente a cepas resistentes a los anteriores, además de ser menos tóxicos. Sin embargo, su cotinuo empleo hizo que pronto se evidenciaran efectos indeseados, como la resistencia bacteriana y la toxicidad.

Características de los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son una familia de antibióticos formada por aminoazúcares, unidos por enlaces glucosídicos a un alcohol cíclico hexagonal con grupos aminos (aminociclitol). De acuerdo a su estructura, los aminoglucósidos se clasifican en dos grupos:
1. Aquellos cuyo núcleo central es la estreptidina, en este grupo el miembro principal y único es la estreptomicina.
2. Los derivados de la 2- desoxiestreptamina, que se incluyen la mayor parte de los aminoglucósidos actuales. Ejemplo: neomicina, kanamicina, gentamicina, tobramicina y netilmicina, entre otros.

En este esquema presentamos dos antibióticos pertenecientes a este grupo:

Estructura química de la Amikacina

Estructura química de la Tobramicina

En ambas estructuras se pueden distinguir el núcleo central del aminociclitol formado por:

2 - desoxiestreptamina y los enlaces glucosídicos por los que están unidos.

Observa a continuación el esquema que muestra los dos núcleos centrales que representan a los antibióticos que forman parte de esta familia de aminoglucósidos.

Estructura química general de los aminoglucósidos

De estos dos grupos, hay que resaltar que aunque la espectinomicina estructuralmente es un aminoglucósido, pues tiene un anillo aminociclitol, el hecho de no contener ninguna molécula de azúcar ni enlaces glucosídicos le confiere diferentes propiedades, lo que determinan que del punto de vista práctico no se le incluya en esta familia.

Estructura química de la espectinomicina

La espectinomicina se utiliza comúnmente para el tratamiento de la gonorrea anal y uretral. También puede ser utilizada en el tratamiento de la gonorrea en pacientes alérgicos a penicilina.

Presentación comercial de los aminoglicósidos en Valledupar (Colombia)

Al visitar una de las farmacias del centro de Valledupar y preguntar sobre los antibióticos de la familia de los aminoglucósidos, encontramos dos de los más vendidos y su presentación comercial:

Nombre comercial: Amikacina - Carlon
Nombre genérico: Amikacina
Antibiótico bactericida
Composición: ampolla de 2ml, contiene sulfato de amikacina equivalente a 500mg de amikacina.
Vía de administración: Intramuscular (IM) o Intravenosa (IV).
Propiedad: antibiótico que actúa inhibiendo la síntesis de proteínas de las bacterias sensibles.
Presentación: caja x 6 ampollas de 500mg.

Nombre comercial: Gentamicina - América
Nombre genérico: Gentamicina
Antibiótico bactericida de amplio espectro
Composición: cada ampolla contiene gentamicina base de 80mg, 120mg y 160mg.
Vía de administración: Intramuscular (IM) o Intravenosa (IV) en casos muy especiales y según criterio médico.
Propiedad: antibiótico que actúa inhibiendo la síntesis de proteínas de las bacterias sensibles.
Presentación: Gentamicina 80mg, caja x 3 ampollas de 2ml
Gentamicina 120mg, caja x 3 ampollas de 2ml
Gentamicina 160mg, caja x 3 ampollas de 2ml

Administración y eliminación de los aminoglucósidos

Los aminoglucósidos son antibióticos que se administran por vía intravenosa o intramuscular (uso parenteral); excepto la estreptomicina que solamente se usa por vía intramuscular, generalmente en una sola dosis diaria. Esto se debe a que no se absorben en el tracto gastrointestinal por lo tanto deben administrarse de esta manera.
Todos los aminoglucósidos son excretados por filtración glomerular (riñón) sin alteración metabólica previa. Más del 90% de la dosis administrada se recupera sin modificar en la orina durante las primeras 24 h.

Espectro de actividad

La estreptomicina muestra actividad antimicrobiana contra las bacterias gram negativas específicamente las de tipo aerobio, como es el Mycobacterium tuberculosis causante de la tuberculosis. También ataca algunos cocos gram positivos, no deben usarse como monoterapia sino en combinación con drogas como betalactámicos o vancomicina por su efecto sinérgico, particularmente en la terapia contra Enterococos, Estafilococos, Estreptococo Viridans y Listeria.
Es importante enfatizar que los aminoglucósidos no son activos contra las bacterias anaerobias (ver mecanismo de acción).

Mecanismo de acción

La estreptomicina al llegar al interior de la bacteria se une al ribosoma, específicamente a la subunidad 30S o subunidad menor esta acción del antibiótico provoca un bloqueo para que se forme el complejo de iniciación.
En el esquema se muestra como la estreptomicina se ubica en el sitio A del ribosoma, impidiendo la llegada del segundo ARN de transferencia que lleva consigo la cisteína el segundo aminoácido.

Mecanismo de acción de la estreptomicina

En conclusión, bloquea la fabricación de proteínas que a la larga provoca la muerte de la bacteria pero de acuerdo a ello esto no explica la acción bactericida que ella tiene. Los investigadores se dieron a la tarea de encontrar las razones de ello, descubriendo que:
1. Los aminoglucósidos como la estreptomicina, poseen moléculas catiónicas que producen fisuras o un rompimiento de las barreras de protección de las bacterias (membrana y pared celular) provocando una mayor absorción del antibiótico, favoreciendo la salida del contenido celular y por lo tanto la muerte de las bacterias.
2. Al administrar los aminoglucósidos junto con los antibióticos que detienen la fabricación de la pared celular de las bacterias como los betalactámicos, se favorece aún mas su entrada a nivel intracelular, lo cual explica como el uso combinado de ambos medicamentos muestra un efecto sinérgico.

Resistencia bacteriana

Las bacterias se hacen resistente al ataque de la estreptomicina por alguna de las siguientes causas:
1. Imposibilidad de penetración a la bacteria
2. Escasa afinidad por el ribosoma, específicamente a la subunidad 30S
3. Inactivación de la molécula por enzimas generadas por el propio microorganismo.
De todas ellas, la modificación enzimática de la molécula es el mecanismo más frecuente.

Efectos secundarios

Los aminoglucósidos poseen potencial tóxico renal y ótico (toxicidad en el oido), y son capaces de provocar bloqueo neuromuscular. La toxicidad en los riñones se presenta en 5 a 25 % de los pacientes y es raro que lleve a la diálisis.
Los factores que incrementan el riesgo de neurotoxicidad (toxicidad en los riñones) son:
Lesión renal previa.
Alteraciones en el higado (hepatopatías).
Terapias prolongadas.
Uso combinado con otros medicamentos nefrotóxicos.
Dosis elevadas.
Multidosis.
Administración nocturna.