Ricerca analitica e farmaceutica

Protegge la cellula e mantiene la sua forma, i batteri possono essere classificati in base al loro tipo di parete cellulare:

Le pareti gram-positive sono spesse con pochi lipidi.

Le pareti gram negative sono molto più sottili, con due strati. Alcuni batteri hanno uno strato viscido di polisaccaridi e polipeptidi, permettendo loro di attaccarsi agli oggetti e fornire protezione.

70s ribosomi

Questi sono per l’esecuzione di sintesi proteica. Sono più piccoli dei ribosomi degli anni ‘ 80 nelle cellule eucariotiche. Flagellum un’altra caratteristica opzionale è una proiezione che si muove intorno per consentire alla cella di muoversi. Una cella può avere più flagelli disposti intorno ad essa.

Materiale nucleare

Una massa piegata di DNA e RNA, chiamata anche zona nucleare-contenente tutti i geni necessari per le funzioni vitali. I plasmidi sono anelli aggiuntivi di materiale genetico che non sono essenziali per la cellula, spesso contengono geni per la resistenza agli antibiotici.

Mesosoma

Un infolding della membrana che è il sito di respirazione(come un mitocondrio) – la sua forma migliora la superficie. L’esistenza del mesosoma è contestata e la maggior parte degli scienziati ritiene che sia un errore nella tecnica del microscopio elettronico.

Inoltre, i batteri possiedono una struttura cruciale che circonda l’intera cellula, il peptidoglicano (PG), che forma un sacculo attorno alla cellula batterica, è un polimero essenziale della parete cellulare poiché l’interferenza con la sua sintesi o struttura porta alla perdita della forma e dell’integrità cellulare seguita dalla morte batterica.

Lo strato di peptidoglicano come mostrato in Figura 2 è costituito da una matrice di catene polisaccaridiche composte da porzioni di zucchero alternate (corsivo) acido N-acetilmuramico (MurNAc) N-acetilglucosamina (GlcNAc) reticolate attraverso catene laterali pentapeptide.

Classificazione

Hans christian gram: Un microbiologo danese, aveva sviluppato le macchie di Gram per visualizzare i batteri più facilmente al microscopio. Sulla base del modello di colorazione batteri patogeni sono stati classificati in due categorie principali vale a dire., Gram ( + ) e Gram ( – ) batteri. La vista schematica della parete cellulare dopo la colorazione di Gram è mostrata in Figura 3 .

La parete cellulare di gram (+): I batteri sebbene abbastanza complessi, sono più semplici di quelli degli organismi Gram ( -). Al di fuori della cellula è impostato di determinanti antigenici che aiuta ad aderire a particolare cellula bersaglio. La barriera successiva è la parete cellulare, spugnosa, strato gelificante, cioè. strato peptidoglicano esterno alla membrana citoplasmatica e rappresenta il 50% del peso secco del batterio. Sotto questo strato si trova la membrana cellulare citoplasmatica lipoidale, ad esempio Stafilococchi aureus, Streptococchi pneumoniae, Bacillus subtilis .

Con il gram ( – ): Batteri, la parete cellulare è più complessa e più lipoide. Queste cellule di solito contengono un’ulteriore membrana esterna, che contiene lipopolisaccaridi complessi che codificano le risposte antigeniche. Sotto questo si trova, meno impressionante, strato di peptidoglicano questo è seguito da una membrana citoplasmatica ricca di fosfolipidi. ad esempio Escherichia Coli, Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa .

I microrganismi sono un gruppo di organismi che includono la vita (es. b) Batteri, funghi, protozoi, alghe, ecc.) così come gli organismi non viventi (es. (v) Virus).

Batteri: I batteri sono organismi unicellulari presenti in natura su tutti gli esseri viventi e non viventi a temperature da sotto lo zero (psicofili) fino a 1000C (termofili). I batteri sono classificati in base alla forma della cellula, alla temperatura in cui crescono, sulla base del gruppo di cellule, a seconda della patogenecità e della colorazione. Sul terreno della colorazione sono ulteriormente classificati come Gram positivi (Gram+ve) e Gram negativi (Gram-ve). Batteri gram positivi mostra colore viola e batteri Gram negativi mostra colore rosa in una procedura chiamata colorazione Gram sviluppato da C. Gram. Sulla base della patogenicità, la classificazione è malattia patogena / infezione che causa cioè infettiva e non patogena – non infettiva. Nella chimica medicinale, questa classificazione è importante.

Funghi: I funghi sono universali nella distribuzione. Molti sono terrestri e prosperano meglio nel suolo. Alcuni vivono in tessuti di piante e animali mentre il resto si trova in luoghi acquatici. Molti funghi crescono su alimenti come pane, marmellate, sottaceti, frutta e verdura. I funghi sono saprofiti e di natura parassitaria. I saprofiti crescono su materia organica morta, mentre i parassiti vivono su corpi viventi di altri animali. I funghi parassiti includono Candida albicans che è l’agente eziologico della candidite.

Protozoi: i protozoi sono animali minuti e acellulari senza tessuti e organi aventi uno o più nuclei. Sono vita libera o rimangono in associazione con animali e piante. Alcuni protozoi che sono parassiti in natura includono l’ameba che causa l’amebiasi e il plasmodio che causa la malaria.

Virus: I virus sono microrganismi acellulari che sono parassiti intracellulari obbligati. Occupano una posizione tra il vivente e il non vivente. I virus sono specifici dell’ospite e dipendono da ospiti come piante, animali e batteri per la loro sopravvivenza. I virus sono parassiti intracellulari intrinseci delle cellule viventi. ex. M. la poliomielite causa la poliomielite, l’HIV causa l’AIDS.

Infezioni da microbi patogeni: Molti microrganismi o microbi sono patogeni per le piante, gli animali e la vita umana causando varie malattie con conseguente mortalità e morbilità estese. I microbi patogeni sono microrganismi che causano malattie infettive. Questi organismi coinvolti includono batteri patogeni, causando malattie come la peste, la tubercolosi e l’antrace; protozoi, causando malattie come la malaria, la malattia del sonno e la toxoplasmosi; e anche funghi che causano malattie come tigna, candidiatis o istoplasmosi. Tuttavia, altre malattie come l’influenza, la febbre gialla o l’AIDS sono causate da virus patogeni, che non sono organismi viventi. I batteri patogeni contribuiscono ad altre malattie importanti a livello globale come la polmonite causata da streptococco e Pseudomonas e malattie di origine alimentare, che possono essere causate da batteri come Shigella, Campylobacter e Salmonella. I batteri patogeni causano anche infezioni come il tetano, la febbre tifoide, la difterite, la sifilide e la lebbra . Ogni specie parassitaria ha un’interazione caratteristica con i loro ospiti. Microrganismi come Staphylococcus o specie Streptococcus che causano infezioni della pelle polmonite, meningite e altre forme di infezioni superficiali. D’altra parte, molti organismi fanno parte della normale flora del corpo umano che esistono su pelle, naso, tratto urinario, intestino ecc. senza causare malattie. Ma a volte questi sono diventati parassiti opportunistici e hanno portato a infezioni . Obbligare i parassiti intracellulari come la Rickettesia e la Clamidia sono in grado di crescere e riprodursi solo all’interno delle cellule ospiti. Alcune specie come Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia e Mycobacterium avium sono parassitarie quando l’individuo soffre di soppressione immunitaria o cellule di fibrosi cistica . Lo sviluppo di nuovi agenti terapeutici per trattare o combattere queste infezioni / microrganismi infettivi è un processo continuo nella medicina clinica. Con l’avvento di ceppi resistenti agli antibiotici, la sintesi di nuovi farmaci è diventata uno degli obiettivi principali dei ricercatori di tutto il mondo.

Agenti antifungini: Un agente antifungino è un farmaco, sostanze chimiche o altre sostanze che elimina selettivamente i patogeni fungini da un ospite con tossicità minima per l’ospite, che si trova più comunemente sulla pelle, sui capelli e sulle unghie. Il fungo è un organismo eucariotico che è classificato come un regno separato da piante, animali e batteri. I funghi contengono forme unicellulari, multinucleate e multicellulari sono classificati sulla base delle loro spore riproduttive e della natura delleph. Si dividono sessualmente o asessualmente o in entrambi i modi. I funghi sono quasi interamente multicellulari ad eccezione del lievito Saccharomyces cerviseae che è un fungo unicellulare prominente. I funghi sono eterotrofi, derivano la loro energia da un altro organismo, vivo o morto. I funghi sono protisti eucariotici che differiscono dai batteri in molti modi, poiché possiedono una parete cellulare rigida contenente chitina, mannano, altri polisaccaridi e la loro membrana citoplasmatica contiene sterolo. La principale differenza tra cellule fungine e cellule vegetali è che le pareti cellulari fungine contengono chitina, mentre le piante contengono cellulosa .

Gli agenti antifungini sono classificati in base alla loro modalità di interferenza con:

1. Sintesi della parete cellulare,
2. Integrità della membrana plasmatica,
3. Sintesi degli acidi nucleici,
4. Funzione ribosomiale (Figura 4).

La classificazione di farmaci antifungini sono le loro modalità di azione, cioè,

1. Sistemico antimicotici:

1. Polieni antibiotici: Amfotericina B.
2. Azoli derivati: (Imidazolo: Ketoconazolo, Miconazolo; Triazolo: Fluconazolo, Itraconazolo, Voriconazolo, Posaconazole, Ravuconazole). Echinocandina: Capsofungina, anidulafungina, micafungina. Antimetabolite: Flucitosina (5-FCEN). Nikkomicina. Farmaci antifungini topici: Antibiotici polienici: Amfotericina B, nistatina, Hamicina, natamicina, Rimocidina, Hitachimicina, Filipina. Tranquillo: Clotrimazolo, Ketoconazolo, Miconazolo, Econazolo, Butaconazolo, Ossiconazolo, Sulconazolo, Fenticonazolo, Isoconazolo, Bifonazolo, Terconazolo. Che: Tolnaftato, acido undeciclinico, Povidone iodio, triacetina, violetta di genziana, tiosolfato di sodio, cicloporoxolamina, acido benzoico, Chinidoclor.

1. Farmaci antifungini sistemici per infezioni superficiali:

1. Benzofurani eterociclici: Corticofunvina, Griseofulvina.
2. Allilammina: Terbinafina, butenafina, Naftifina.

Micologia: La disciplina della biologia che si dedica allo studio dei funghi è nota come micologia. La micologia si occupa dello studio sistematico dei funghi, comprese le loro proprietà genetiche e biochimiche. Le micosi che colpiscono l’uomo possono essere suddivise in quattro gruppi in base al livello di penetrazione nei tessuti corporei as .

1. Micosi superficiali: causate da funghi che crescono solo sulla superficie più esterna della pelle o dei capelli. Un esempio di infezione fungina è Tinea Versicolor, un’infezione fungina che colpisce comunemente la pelle dei giovani, in particolare il petto, la schiena, le braccia e le gambe.
2. Micosi cutanee o dermatomicosi: Causata da funghi che crescono solo negli strati superficiali della pelle, unghie e capelli causando infezioni comunemente noto come piede d’atleta, jock prurito e tigna.
3. Micosi sottocutanee: causate da funghi che penetrano sotto la pelle nel tessuto sottocutaneo, connettivo e osseo. La più comune è la sporotricosi, che si verifica tra giardinieri e agricoltori che entrano in contatto diretto con il suolo.
4. Micosi sistemiche o profonde: sono causate da patogeni fungini patogeni e opportunistici primari. I funghi patogeni primari causano l’infezione in un ospite normale; mentre, agenti patogeni opportunistici richiedono ospite depressivo immunitario al fine di stabilire l’infezione (ad esempio, cancro, chirurgia e AIDS). I patogeni primari di solito ottengono l’accesso all’ospite attraverso il tratto respiratorio e comprendono Coccidioides immitis, Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis e Paracoccidioides brasiliensis. I funghi opportunisti invadono il tratto respiratorio e alimentare e comprendono Cryptococcus neoformans, Candida spp., Aspergillus spp., Penicillium marneffei, Zygomycetes, Trichosporon beigelii e Fusarium spp.

Micologia-funghi patogeni: Lo studio dei funghi patogeni è indicato come micologia medica. I funghi patogeni causano malattie nell’uomo o in altri organismi. I funghi patogeni comunemente osservati sono elencati di seguito,

Candida: le specie di Candida sono importanti patogeni umani che causano infezioni opportunistiche in ospiti immunocompromessi (malati di AIDS, malati di cancro e pazienti trapiantati). Le infezioni causate dalla specie Candida sono difficili da trattare e potrebbero essere fatali. Le specie di candida da sole rappresentano il 30-40% dei casi di morte causati dalle infezioni sistemiche. Le specie fungine del genere Candida vivono generalmente in comunità su e nel corpo umano. C’è un aumento nello sviluppo della resistenza ai farmaci da parte delle specie di Candida alle terapie attuali, motivando i ricercatori a comprendere la loro genetica e scoprire nuovi obiettivi terapeutici.

Aspergillus: Le spore di Aspergillus aerosolizzate si trovano quasi ovunque intorno all’essere umano e generalmente non possiedono problemi di salute. Ma ancora Aspergillus è capace di causare la malattia in tre sensi principali: dalla produzione delle micotossine; dall’induzione delle risposte allergeniche; ed infine dalle infezioni localizzate o sistemiche. Aspergillus flavus produce micotossine, aflatossina che può agire sia come tossina che come cancerogeno, avendo la capacità di contaminare prodotti alimentari come le noci.

Cryptococcus: Le maggioranze delle specie di Cryptococcus si trovano nel terreno e generalmente non causano malattie negli esseri umani. L’eccezione è Cryptococcus neoformans che causano la malattia nei pazienti immunodepressivi come l’AIDS, causando una grave forma di meningite e meningo-encefalite.

Histoplasma: Histoplasma capsulatum può causare istoplasmosi negli esseri umani, cani e gatti. L’infezione è solitamente dovuta all’inalazione dell’aria contaminata ed è prevalente.

Pneumocystis: Pneumocystis jirovecii può causare una forma di polmonite in persone con sistema immunitario indebolito, come anziani, malati di AIDS e bambini nati prematuri.

Stachybotrys: Stachybotrys chartarum può causare danni respiratori e forti mal di testa, in case che sono persistentemente umide.

Infezione fungina prominente in particolari malattie: L’associazione dei funghi più comunemente presenti insieme al paziente affetto dalla particolare malattia è elencata di seguito,

1. Specie di candida, specie di Aspergillus, specie di Phycomyces: Leucopenia.
2. Zygomycetes, Rhizopus, Mucor, Absidia: Diabete.
3. Candida, Cryptococcus, Histoplasma: Tumori maligni e malattia di Hodgkin.
4. Candida, Cryptococcus, Histoplasma: AIDS.

Funghi clinicamente significativi e il sito che influenzano: La patogenicità e la virulenza dei funghi che causano infezioni, nell’uomo è la principale preoccupazione nel mondo clinico che si concentra sui principali agenti causali della malattia, in particolare Candida, Cryptococcus e Aspergillus spp. La grande diversità di funghi potenzialmente dannosi esistenti al di fuori di questi gruppi, anche se rari possono ancora possedere il potenziale per essere più importante dei funghi clinici comuni. Il sito interessato dai funghi clinicamente significativi sono arruolati come di seguito,

1. Malassezia furfur e Exophiala werneckii: Superficial skin.
2. Piedraia hortae and Trichosporon beigelii: Hair.
3. Microsporum species: Skin and hair.
4. Epidermophyton species: Skin and nails.
5. Trichophyton species: Skin, hair and nails.
6. Sporothrix schenckii, Cladosporium species: Chromoblastomycosis.
7. Histoplasma capsulatum, Penicillium species: Systemic respiratory.
8. Blastomyces dermatitidis: Subcutaneous/respiratory.
9. Cryptococcus neoformans: Respiratory/CNS.

Antifungal resistance: Lo sviluppo della resistenza ai farmaci nei funghi è un concetto ampio, che descrive il fallimento dell’attuale terapia antifungina per superare l’infezione fungina. Le terapie antifungine sono progettate per sradicare l’infezione fungina da vari meccanismi d’azione, come interrompendo le loro capacità riproduttive, distruggendo le pareti cellulari o modificando il DNA fungino e alterando il funzionamento delle cellule. La resistenza antifungina è stata tradizionalmente classificata come tre tipi

1. Primaria (intrinseca),
2. Secondaria (acquisita),
3. Resistenza clinica.

Nell’ultimo decennio, i microrganismi stanno diventando resistenti ai farmaci ad un ritmo molto più veloce rispetto al tasso di scoperta di nuovi farmaci. La resistenza ai farmaci dei funghi è importunatamente osservata in pazienti con sistema immunitario debole affetti da malattie come l’AIDS e il cancro. I ricercatori affrontano quindi una grande sfida per sviluppare nuovi antifungini sicuri e più efficaci tenendo conto dell’aumento delle infezioni opportunistiche nell’ospite immunocompromesso. Questo può essere superato con la scoperta di nuovi farmaci che agiscono da nuovi meccanismi d’azione .

Prospettiva storica: Nel 1903, de Beurmann e Gougerot furono i primi a discutere l’uso dello ioduro di potassio per trattare la sporotricosi. Whitfield nel 1907 ha trattato le infezioni fungine superficiali usando unguento. A metà degli anni 1940 i sulfonamidi sono stati usati per trattare la micosi paracoccidioidea anche se avevano un’efficacia limitata verso le proprietà fungistatiche e richiedevano tempi più lunghi per il trattamento con un alto tasso di recidiva. Questo è stato seguito dall’uso commerciale della penicillina nel 1940. In rapida successione, venne la scoperta e lo sviluppo di streptomicina nel 1944 e Benzimidazolo il primo azolo ad avere attività antifungina notevole è stato scoperto nel 1944. Fu seguito dalle scoperte del cloramfenicolo nel 1947 e della clortetraciclina nel 1948. Nel 1948 l’idrossistilbamidina, un agente antiprotozoico con azione antifungina, fu usato per trattare la blastomicosi. Nel 1951 Hazen e Brown, hanno scoperto il primo antibiotico polienico chiamato nistatina, comunemente usato poliene topico e orale. Nel 1952 i composti sostituiti del benzimidazolo sono stati trovati per avere proprietà antifungine. I macrolidi sono stati sviluppati nel 1952 con proprietà batteriostatiche. Nel 1956 Gold et al. ha riportato le proprietà antifungine del poliene amfotericina B, che è stato il primo antimicotico sistemico significativamente efficace. Divenne lo standard e presto sostituì l’idrossi stilbamidina. L’amfotericina B ha goduto dello stato principale del solo agente antifungino disponibile per trattare le micosi sistemiche per quasi la decade contro cui le più nuove terapie per le micosi sistemiche sono state confrontate. Nel 1957 flucitosina, è stato sviluppato come un agente antifungino che non era riuscito a fornire risultati favorevoli per l’uso come agente citostatico. L’uso offlucytosine come monodrug ha sviluppato spesso la resistenza fungosa che ha condotto per usare congiuntamente ad amfotericina B per sormontare la resistenza. Il primo significativo agente antifungino orale Griseofulvin fu sviluppato nel 1958, che divenne disponibile per il trattamento delle micosi superficiali. Prima di Griseofulvin, il trattamento delle dermatofitosi superficiali era solo dai farmaci topici che non erano particolarmente efficaci contro la Tinea capitis e l’onicomicosi. Le penicilline semisintetiche, le cefalosporine e i glicopeptidi sono stati sviluppati a partire dal 1958. Lo sviluppo di Chlormidazole come crema di 5% in 1958, era utile sopra la vasta gamma delle micosi cutanee. Nel 1960, il tiabendazolo e il mebendazolo sono stati segnalati per avere proprietà antifungine e antielmintiche. Nel 1969 furono introdotti gli imidazoli, il clotrimazolo e il miconazolo, che fu presto seguito dall’econazolo nel 1974. Le allilamine scoperte nel 1974 sono le altre classi di farmaci antifungini che hanno un impatto significativo sulla terapia antifungina soprattutto per dermatomicosi superficiali, tra cui onicomicosi. Il ketoconazolo è stato sviluppato nel 1977 e da allora è diventato lo standard tra gli azoli. A metà degli anni 1980 sono stati scoperti due triazoli ad ampio spettro, disponibili per via orale, fluconazolo (1982) e Itraconazolo (1984). La ricerca intensiva è iniziata tra il 1990-1999 per sviluppare nuovi agenti antifungini e ha portato all’introduzione di tre azoli Voriconazolo (2000), Posaconazolo (2005)-Schering-Plough, Ravuconazolo (2007) e tre nuove echinocandine (Caspofungin (2002) Anidulafungin (2004), Micafungin (2006) per uso clinico .