Estreptomicina

estreptomicina es un medicamento antibiótico que se usa para tratar diversas infecciones bacterianas, como la tuberculosis, el complejo Mycobacterium avium, la endocarditis, la brucelosis, la infección por Burkholderia, la peste, la tularemia y la fiebre por mordedura de rata. Para la tuberculosis activa, a menudo se administra junto con isoniazida, rifampicina y pirazinamida. Se administra mediante inyección en una vena o músculo.

Los efectos secundarios comunes incluyen vértigo, vómitos, entumecimiento de la cara, fiebre y sarpullido. El uso durante el embarazo puede provocar sordera permanente en el bebé en desarrollo. El uso parece ser seguro durante la lactancia. No se recomienda en personas con miastenia grave u otros trastornos neuromusculares. La estreptomicina es un aminoglucósido. Funciona al bloquear la capacidad de las subunidades ribosómicas 30S para producir proteínas, lo que resulta en la muerte bacteriana.

Albert Schatz aisló por primera vez la estreptomicina en 1943 a partir de Streptomyces griseus. Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud. La Organización Mundial de la Salud lo clasifica como de importancia crítica para la medicina humana.

Usos

Medicación

• Endocarditis infecciosa: Una infección del endocardio causada por enterococcus; utilizada cuando el organismo no es sensible a la gentamiína
• Tuberculosis: Se usa en combinación con otros antibióticos. Para la tuberculosis activa se suele administrar junto con isoniazid, rifampicina y pirazinamida. No es el tratamiento de primera línea, excepto en las poblaciones médicamente menos conservadas donde el costo de tratamientos más caros es prohibitivo. Puede ser útil en los casos en que se identifica la resistencia a otros medicamentos.
• PlagueYersinia pestis): Ha sido utilizado históricamente como el tratamiento de primera línea. Sin embargo, la estreptomicina es aprobada para este propósito sólo por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos.
• En medicina veterinaria, la estreptomicina es el antibiótico de primera línea para el uso contra bacterias gram negativas en animales grandes (horses, ganado, ovejas, etc.). Es comúnmente combinado con penicilina procaina para inyección intramuscular.
• Las infecciones de Tularemia se han tratado principalmente con estreptomicina.

La estreptomicina se administra tradicionalmente por vía intramuscular y en muchos países solo se autoriza su administración por vía intramuscular, aunque en algunas regiones el fármaco también se puede administrar por vía intravenosa.

Pesticida

La estreptomicina también se usa como pesticida para combatir el crecimiento de bacterias más allá de las aplicaciones humanas. La estreptomicina controla las enfermedades bacterianas de ciertas frutas, verduras, semillas y cultivos ornamentales. Un uso principal es el control de la niebla del peral y del manzano en manzanos y perales. Al igual que en las aplicaciones médicas, el uso extensivo puede estar asociado con el desarrollo de cepas resistentes. La estreptomicina podría usarse potencialmente para controlar las floraciones de cianobacterias en estanques y acuarios ornamentales. Si bien algunos antibióticos antibacterianos inhiben a ciertos eucariotas, este no parece ser el caso de la estreptomicina, especialmente en el caso de la actividad antifúngica.

Cultivo celular

La estreptomicina, en combinación con la penicilina, se usa en un cóctel de antibióticos estándar para prevenir infecciones bacterianas en cultivos celulares.

Purificación de proteínas

Al purificar proteínas de un extracto biológico, a veces se agrega sulfato de estreptomicina como medio para eliminar los ácidos nucleicos y las proteínas ribonucleares. Dado que se une a los ribosomas y se precipita fuera de la solución, sirve como método para eliminar el ARNr, el ARNm e incluso el ADN si el extracto proviene de un procariota.

Efectos secundarios

Los efectos secundarios más preocupantes, al igual que con otros aminoglucósidos, son la toxicidad renal y la toxicidad auditiva. Puede resultar en sordera transitoria o permanente. La porción vestibular del nervio craneal VIII (el nervio vestibulococlear) puede verse afectada, lo que produce tinnitus, vértigo, ataxia, toxicidad renal y puede interferir potencialmente con el diagnóstico de mal funcionamiento renal.

Los efectos secundarios comunes incluyen vértigo, vómitos, entumecimiento de la cara, fiebre y sarpullido. La fiebre y las erupciones pueden resultar del uso persistente.

No se recomienda su uso durante el embarazo. Se ha informado sordera congénita en niños cuyas madres recibieron estreptomicina durante el embarazo. El uso parece estar bien durante la lactancia.

No se recomienda en personas con miastenia grave.

Mecanismo de acción

La estreptomicina funciona como un inhibidor de la síntesis de proteínas. Se une al rRNA pequeño 16S de la subunidad ribosómica 30S de manera irreversible, lo que interfiere con la unión de formil-metionil-tRNA a la subunidad 30S. Esto provoca una mala lectura de los codones, la inhibición de la síntesis de proteínas y, en última instancia, la muerte de la célula a través de mecanismos que no se comprenden bien. La especulación indica que la unión de la molécula a la subunidad 30S interfiere con la asociación de la subunidad 30S con la cadena de ARNm. Esto da como resultado un complejo ribosómico-ARNm inestable, lo que lleva a una interrupción prematura de la síntesis de proteínas, lo que lleva a la muerte celular. Como los humanos y las bacterias tienen ribosomas, la estreptomicina tiene efectos secundarios significativos en los humanos. Sin embargo, a bajas concentraciones, la estreptomicina inhibe sólo el crecimiento bacteriano.

La estreptomicina es un antibiótico que inhibe tanto las bacterias grampositivas como las gramnegativas y, por lo tanto, es un antibiótico útil de amplio espectro.

Historia

La estreptomicina fue aislada por primera vez el 19 de octubre de 1943 por Albert Schatz, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Selman Abraham Waksman en la Universidad de Rutgers en un proyecto de investigación financiado por Merck and Co. Waksman y su personal de laboratorio descubrieron varios antibióticos, entre ellos actinomicina, clavacina, estreptotricina, estreptomicina, griseína, neomicina, fradicina, candicidina y candidina. De estos, la estreptomicina y la neomicina encontraron una amplia aplicación en el tratamiento de numerosas enfermedades infecciosas. La estreptomicina fue la primera cura antibiótica para la tuberculosis (TB). En 1952, Waksman recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en reconocimiento "por su descubrimiento de la estreptomicina, el primer antibiótico activo contra la tuberculosis". Más tarde, se acusó a Waksman de minimizar el papel de Schatz, quien hizo el trabajo bajo su supervisión, alegando que Elizabeth Bugie tuvo un papel más importante en su desarrollo. Schatz demandó tanto al Dr. Waksman como a la Fundación de Investigación y Dotación de Rutgers, queriendo que se le acreditara como co-descubridor y recibir las regalías por la estreptomicina. Al final del acuerdo, Waksman recibiría una regalía del 10 %, mientras que Schatz obtendría el 3 % y una compensación por sus regalías perdidas. El resto del laboratorio compartió el 7% restante de las regalías, en las que Bugie recibió el 0,2%.

Bugie estaba cursando una maestría en el laboratorio de Waksman en la Universidad de Rutgers en ese momento. Antes de esto, recibió su licenciatura en microbiología en New Jersey College for Women. Aunque se consideró que Bugie era la segunda autora del artículo Proceedings of the Society for Experimental Biology, no figuraba en la solicitud de patente. Las contribuciones de Bugie al laboratorio de Wakeman fueron geniales. Además de su trabajo sobre la estreptomicina, también ayudó a desarrollar otras sustancias antimicrobianas, tuvo dos publicaciones revisadas por pares e investigó el uso de antimicrobianos contra patógenos de plantas, entre varias otras contribuciones importantes al campo científico, particularmente con respecto a la microbiología.

Un científico de la Universidad de Rutger haciendo un ensayo de estreptomicina.

El equipo de Rutgers informó sobre la estreptomicina en la literatura médica en enero de 1944. En cuestión de meses, comenzaron a trabajar con William Feldman y H. Corwin Hinshaw de la Clínica Mayo con la esperanza de iniciar un ensayo clínico en humanos de la estreptomicina en la tuberculosis. La dificultad al principio fue incluso producir suficiente estreptomicina para hacer una prueba, porque los métodos de laboratorio de investigación para crear lotes pequeños aún no se habían traducido a la producción comercial de lotes grandes. Lograron hacer un estudio animal en unos cuantos conejillos de Indias con solo 10 gramos de la escasa droga, demostrando supervivencia. Esta fue evidencia suficiente para que Merck & Co. para desviar algunos recursos del programa de producción de penicilina joven para comenzar a trabajar en la producción de estreptomicina.

Al final de la Segunda Guerra Mundial, el ejército de los Estados Unidos experimentó con estreptomicina para tratar infecciones potencialmente mortales en un hospital militar en Battle Creek, Michigan. La primera persona que fue tratada con estreptomicina no sobrevivió; la segunda persona sobrevivió pero quedó ciega como efecto secundario del tratamiento. En marzo de 1946, la tercera persona, Robert J. Dole, más tarde líder de la mayoría del Senado de los Estados Unidos y candidato presidencial, experimentó una recuperación rápida y sólida.

El primer ensayo aleatorio de estreptomicina contra la tuberculosis pulmonar fue realizado entre 1946 y 1948 por la Unidad de Investigación de Tuberculosis del MRC bajo la presidencia de Geoffrey Marshall (1887–1982). El ensayo no fue doble ciego ni controlado con placebo. Es ampliamente aceptado que ha sido el primer ensayo curativo aleatorizado.

Los resultados mostraron eficacia contra la TB, aunque con toxicidad menor y resistencia bacteriana adquirida al fármaco.

Nueva Jersey

Debido a que la estreptomicina se aisló de un microbio descubierto en el suelo de Nueva Jersey, y debido a su actividad contra la tuberculosis y los organismos Gram negativos, y en reconocimiento tanto del microbio como del antibiótico en la historia de Nueva Jersey, S. griseus fue nominado como el microbio oficial del estado de Nueva Jersey. El proyecto de ley fue presentado por el senador Sam Thompson (R-12) en mayo de 2017 como proyecto de ley S3190 y la asambleísta Annette Quijano (D-20) en junio de 2017 como proyecto de ley A31900. El proyecto de ley se aprobó el 2018-01-08. El proyecto de ley designa a Streptomyces griseus como microbio del estado de Nueva Jersey (proyecto de ley del Senado de Nueva Jersey 3190 (2017). Aprobado en enero de 2018.