Antibióticos Biotefarma

El sustrato base del reactor principal es la aceite de coco o pulpa de manzana, el cual se prepara mediante un secado por aire seco y posteriormente molido, se esteriliza y alimentado. Para este caso el biocatalizador tiene mayor rendimiento en fermentación sólida naturalmente aireada.
Método de estimación de producto
Estimación mediante HPLC-ELSD (detección de dispersión de luz evaporativo). Y en promedio se obtiene una concentración de 50ug/mL.

Forma farmacéutica
Se encuentra disponible en forma de pomada combinada junto con otros antibióticos como bacitracina, polimixina y gramicidina, algunos otros agentes como la lidocaína, pramoxina o la hidrocortisona.

No es muy recomendable su utilización ya que es causa de varios casos con dermatitis alérgica de contacto, para prevenir esto, se añade un ingrediente mas como vehículo como la vaselina.
Neomicina
Son antibioticos topicos con baja toxicidad los cuales son utilizados en el tratamiento de infecciones bacterianas en la piel, lesiones y heridas.

Es el producto de la fermentacion de streptomyces fradiae.

No tiene actividad contra bacterias gram negativas aerobias.

Neomicina
Recuperación del producto
Se lleva acabo por dos etapas de extracción continua en contracorriente del caldo de fermentación con acetato de amilo o de butilo a 0-3°C y pH 2.5-3.0. El caldo acuoso de fermentación se pone en contacto con un solvente inmiscible, se produce la concentración de la fase solvente y la purificación adicional.
Cristalización y precipitación:
La penicilina G del caldo de fermentación se pone en contacto con acetato de butilo (solvente orgánico) y acetato potásico en solución etanólica y precipita la penicilina G con un rendimiento del 90%
Medio Complejo
Alimentación continua del fermentador
Con glucosa como fuente de carbono y amonio como fuente de nitrógeno; el rendimiento es: 65% en mantenimiento energético, 25% en crecimiento y un 10% en la penicilina
Medio definido
Métodos de producción
Se añade cultivo hasta llegar a la producción en fermentación. Hay que evitar la formación de agregados, ya que son hongos filamentosos y puede haber un déficit de oxigeno. Una vez obtenida la penicilina se filtra y se queda con el sobrenadante de cultivo que se purifica.

Proceso Fermentativo
Fermentación sumergida en el biorreactor.
Velocidad de aireación:0.5-1.0 vvm
Agitación (120-150 RPM)
Temperatura optima: 25-27°C
pH: 6.5
Desarrollo de cepas
Es la obtención de cepas más productoras que la original y existen los siguientes métodos:
Mutación-Selección
Recombinación
Los objetivos: Reunir en una cepa las mejores obtenidas en varias por distintos métodos.
Eliminar mutaciones indeseables que tienen defectos pleiotropicos para el rendimiento, el incremento de producción es un 8%.
Eliminar en las cepas de alta producción cambios fisiológicos indeseables. Esporulación estable
Ingeniería genética: que incluye la tecnología del DNA recombinante "in vitro"
Mecanismo de acción
La neomicina tiene una acción bactericida. Inhibe la síntesis de proteínas bacterianas mediante su unión irreversible a la subunidad ribosómica 30 S de las bacterias susceptibles.
La neomicina se transporta de forma activa a la célula bacteriana donde se une a receptores presentes en la subunidad ribosómica 30 S. 
Esta unión interfiere con el complejo de iniciación entre el ARN mensajero (ARNm) y la subunidad 30 S. Como resultado, se forman proteínas anormales no funcionales, debido a la mala interpretación del ADN bacteriano. 

 Para pacientes en coma y con encefalopatía hepática, la neomicina se utiliza para suprimir las bacterias en el intestino que producen ureasa, una enzima que descompone la urea en dióxido de carbono (CO2) y el amoniaco (NH3).
Organismos suceptibles
Acinetobacter sp;
Citrobacter sp;
Enterobacter sp;
Escherichia coli,
Haemophilus influenzae (beta-lactamasa negativo); 
Haemophilus influenzae (beta-lactamasa positiva), 
Klebsiella sp.
Neisseria sp.
Proteus mirabilis,
Proteus vulgaris,
Providencia sp.
Salmonella sp.
Serratia sp.
Shigella sp.
Staphylococcus aureus (MSSA),
Staphylococcus epidermidis.
Extracción de antibiótico
Se extrae del medio sólido fermentado, mediante una agitación magnética a 200 rpm a 30 °C durante 30 minutos utilizando un buffer de fosfato (pH=8).

El material suspendido y la biomasa obtenida, se separa mediante una centrifugación a 10000 rpm durante 15 minutos. El sobrenadante obtenido es la fuente de antibióticos.
Prueba de acción antibiótica
Mediante el ensayo de difusión de discos, se verifica la actividad de la neomicina.
Se utiliza la propiedad inhibitoria de Neomicina contra Staphylococcus epidermis.

Procedimiento
1- Colocar 10 μL del antibiótico obtenido en discos de papel filtro
2- Se colocan en la superficie de platos con agar que tiene inoculado esporas de Staphylococcus epidermis.
3- Se incuba a 37 °C durante 24 horas.
4- Se mide la zona de inhibición
5- El resultado se expresa como gramos de neomicina producido por gramo de sustrato.

Bibliografía
Guanuajuato, U. d. (2013). Producción industrial de antibioticos. Recuperado el 10 de Abril de 2016, de http://informersalamanca.com/contenido/up/1353/anafouces-20150511154231/docs/Tema_13_micro.pdf
Vignoli, R. (2012). Penicilina. Recuperado el 10 de Abril de 2016, de http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/BacteCEFA34.pdf
Fitzpatrick"Dermatologia En Medicina General / Dermatology in General Medicine" Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires, 2010
"Neomicina" Recuperado el 12 de abril del 2016 http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma04/n013.htm



Preparación del inoculo
Posteriormente el inoculo se siembra en un reactor semilla, donde la composición del medio es almidón, caldo de triptona d soya, extracto de levadura y sales. Y se incuba durante 10 días a 30 °C para obtener una concentración de 10x10^6 esporas/mL.

Posteriormente el inoculo es sembrado al reactor principal del tipo tanque rotatorio con agitado u otro reactor que permita las condiciones de crecimiento del biocatalizador, manteniendo la temperatura optima de 30 °C, durante 10 días por lote.

Desarrollo de cepas:
Activación del biocatalizador
El biocatalizador es Streptomyces fradiae, se obtiene de manera comercial, aunque se pueden aislar de suelos y sedimentos de agua dulce.

El biocatalizador se activa en tubos inclinados de agar que contiene glucosa, extracto de levadura y peptona. El microorganismo es subcultivado cada mes y preservado 4 ± 1°C.

Método de producción
Se utiliza como sustrato sólido torta de aceite de coco. Streptomyces fradiae se deja crecer en matraces que contienen el medio de cultivo: 10 g de cada sustrato y 0.2 g de extracto de levadura.

En cada frasco se inocula 2 mL de espora en suspensión.
Procesos fermentativo
Fermentación en medio sólido
Temperatura: 30 °C
pH: 7.2
Tiempo de incubación: 8 días



Efectos despues de su reaccion
Neomicina se excreta principalmente sin cambios en las heces. En los adultos, aproximadamente 1% de una dosis única de la neomicina se excreta inalterada en la orina dentro de las 24 horas. 

En los adultos con función renal normal, la semi-vida de eliminación de la neomicina es de 2-3 horas. En adultos con insuficiencia renal, la eliminación de la vida media plasmática es de 12 a 24 horas.
Administracion
La neomicina se usa por vía oral o tópica, o como un enema de retención en los pacientes que no pueden tomar medicación oral. Solo cerca de 3% de una dosis oral se absorbe en el tracto gastrointestinal. Tras una dosis única en adultos con función renal normal, los niveles plasmáticos máximos neomicina de 02.05 a 06.01 ug/ml se alcanzan en 1-2 horas. 

Regulación catabólica: El azúcar que reprime la biosíntesis de la penicilina es la glucosa, determinadas concentraciones hacen que la enzima inactive y que se produzca menos penicilina; se puede sustituir la glucosa como fuente de carbono por lactosa o por una cantidad inferior a la que actúa como represor catabólico.
Inducción enzimática
Regulación por el estado energético


Regulación
Regulación por retroalimentación: Se observa en la biosintesis de lisina y penicilina. Se produce por que a partir del α-aminoadipato se produce lisina y bencilpenicilina. La lisina inhibe a la homocitrato sintasa, primera enzima de la sintesis y se inhibe la sintesis de bencilpenicilina.
Antibióticos
Jesús Alejandro Hernández Arrona
Susette Paola Díaz Barajas
José Granados González
Daniel Aranda Cano
Antibiótico
Antimicrobiano: Molécula natural (producida por un organismo vivo, hongo o bacteria), sintética o semisintético, capaz de inducir la muerte o la detención del crecimiento de bacterias, virus u hongos. Hoy en día no se utilizan moléculas de origen natural, por lo cual se establece más la diferenciación con quimioterapéuticos, término usado para referirse a las moléculas de origen sintético y sus derivados. Se utiliza el término antibiótico para referirse al subgrupo de antimicrobianos con actividad antibacteriana.
Antibióticos
Los antibióticos constituyen un grupo heterogéneo de sustancias con diferentes comportamientos farmacocinética y farmacodinámico, ejercen una acción especifica sobre alguna estructura o función del microorganismo, tienen elevado potencial biologico actuando a bajas concentraciones y la toxicidad es selectiva, con un minimo de toxicidad para las células del organismo humano.
De acuerdo a la interacción germen-antibiotico, estos fármacos se dividen en: Bactericidas y bacteriostáticos.
Tipos de antibióticos
Se pueden clasificar según su estructura quimica.
Β-lactamicos
Penicilinas
Cefalosporinas
Monobactamas
Carbapenemas
Macrólidos: Eritromicina
Aminoglicósidos: Estreptomicina
Tetraciclinas: Doxiciclina
Polipeptídicos: Bacitracina y polimixina B
Polienos: Nistatina
UP STREAM
Penicilina
La penicilina está compuesta por el ácido-6-aminopenicilánico, que en la posición 6 tiene un radical que varia en función de la estructura y así obteniendo distintos tipos de penicilina. Según el medio de obtención se pueden extraer tres tipos de penicilinas: naturales, biosintéticas y sintéticas.
Penicilina naturales: Se produce cuando se lleva a cabo la fermentación sin adición de precursores de la cadena lateral; es útil terapéuticamente la bencilpenicilina.

Biosíntesis
El ácido 6-APA siempre está unido al grupo acilo. La bencilpenicilina es un tripéotido cuyo origen es el anillo L-alfa aminoadipico, al que se le une la L-cisteina y luego la L-valina. No se sabe muy bien como ocurre, solo que en una ciclación de dos etapas se obtiene la isopenicilina N para luego dar la bencilpenicilina gracias a la penicilina transacetilasa

Penicilina
Penicilinas Biosintéticas
Se producen cuando se lleva a cabo la fermentación con adición de precursores de la cadena lateral. Siendo las más comerciales la G,V y pequeñas cantidades O.
Penicilinas Semisinteticas
Se producen cuando se añade químicamente la cadena lateral del ácido 6-APA.

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