CARBAPENEMASAS HIGA Pte Perón Sofia Abel Sergio Cutufia
Clasificación n de los antibióticos ticos β-lactámicos PENICILINAS - Penicilinas naturales: Penicilina G, Penicilina G sódica, s Penicilina V - Penicilinas resistentes a las penicilinasas: Meticilina, Nafcilina, Oxacilinas - Aminopenicilinas: Ampicilina, Amoxicilina - Carboxipenicilinas: Carbenicilina, Ticarcilina - Acilureídopenicilinas: Piperacilina, Mezlocilina, Azlocilina
Clasificación n de los antibióticos ticos β-lactámicos CEFALOSPORINAS - Cefalosp. de 1º 1 generación: Cefalotina, Cefaloridina, Cefalexina, Cefradina, Cefazolina - Cefalosp. de 2º 2 generación: Cefaclor, Cefuroxima, Cefamandol - Cefalosp.. de 3º 3 generación: n: Cefotaxima, Ceftriaxona, Ceftacidima, Ceftizoxima, Cefoperazona - Cefalosp. de 4º 4 generación: - Cefamicinas: Cefepime, Cefpirome Cefoxitina, Cefotetan
Clasificación n de los antibióticos ticos β-lactámicos MONOBACTAMAS Aztreonam INHIBIDORES DE ß-LACTAMASAS Ácido clavulánico Sulbactam Tazobactam CARBAPENEMES Imipenem Meropenem Ertapenem
Carbapenemes Generalidades Derivados semisintéticos ticos de la tienamicina, un carbapeneme natural químicamente inestable, producido por el Streptomyces cattleya. Su característica estructural más m s importante es la sustitución n del átomo de azufre del anillo principal de la mayoría a de los betalactámicos, por un grupo metileno (-CH 2 -), que aumenta su afinidad por las PBP (penicillin binding proteins) La cadena hidroxietílica unida al anillo betalactámico en posición n trans lo protege efectivamente del ataque de las betalactamas bacterianas. El imipenem es metabolizado en riñó ñón, por lo que, para que aparezca en orina, debe agregársele rsele cistatina, que inhibe la enzima responsable. En el meropenem el metilo Imipenem C1 lo protege de la degradación CH 3 n renal, mientras que la alteración n en la cadena lateral en C2 aumenta su actividad frente a Pseudomona spp. y otras BGN. En los BGN, los carbapenemes penetran fácilmente f a través s de los canales porínicos de su membrana externa gracias a su bajo peso molecular y estructura compacta, hidrófila. Meropenem
Acción de los carbapenemes Como todos los betalactámicos, su acción n se basa en la unión n covalente de su O molécula con las PBP bacterianas. PBP ó Anillo Betalactámico Las PBP son principalmente transpeptidasas Betalactamasas y transcarboxilasas, necesarias para la síntesis s del peptidoglicano de la pared bacteriana. Existen muchas PBP, pero solo algunas son esenciales para la bacteria, como son N las PBP 1, 2 y 3. Estas son el blanco principal de los betalactámicos. O O La unión n del ATB con las PBP produce un Molécula efecto acilada lítico l sobre las bacterias por 2 mecanismos: Inhibe la traspeptidación n y entrecruzamiento de la pared bacteriana debilitandola y exponiendo a la bacteria al medio. Desregulan a las autolisinas de la pared celular. OH N Hidrólisis anillo (betalactamasas) Ester estable (PBP)
Espectro de actividad antibacteriana Son el principal tratamiento en infecciones nosocomiales por BGN multirresistentes y muchos veces el último recurso terapéutico disponible. ß-lactámico de amplio espectro y alta potencia. Inhibe el desarrollo del 90% de las bacterias de importancia clínica. Efecto inhibitorio postantibiótico tico Dosificación
Espectro de actividad antibacteriana Bacterias aerobias: Gram (+) : a) Muy susceptibles: S. pneumoniae., estreptococos A y B, S. aur a) Muy susceptibles: S. pneumoniae., estreptococos A y B, S. aureus b) Sensibilidad variable: E. faecium resistente, E. faecalis sensible c) Resistentes: S. aureus meticilino resistente. Gram (-)( : Neisseria meningitidis, Neisseria meningitidis, gonorreae y H.influenzae Enterobacterias: Mayoria Sensibles Pseudomona aeruginosa Acinetobacter resistencia en aumento (carbapenemasa) S. maltophilia y B. cepacia resistentes Anaerobios: Excelente actividad contra anaerobios estrictos Bacteroides fragilis y otros bacteroides Sensibles Fusobacterium y cocos anaerobios Gram (+) C. perfringes C. dificcile Resistente
Tipos de Resistencia a ATB Resistencia Natural o intrínseca nseca: Característico de genero y especie. Esta determinado por el genoma bacteriano Resistencia natural en Enterobacterias: : Penicilina, oxazoilpenicilinas, clindamicina, lincosamina, macrólidos Resistencia natural de distintas especies a determinados tipos de ATB: Polimixina B y Colistina: Proteus spp, Morganella morganii, Providencia spp, Cedecea spp Nitrofuranos: Proteus spp, Morganella morganii,, Providencia spp, Serratia marcescens.
Tipos de Resistencia a ATB Resistencia Adquirida: Mutación n y selección: Se dan al azar y espontáneamente neamente Adquisición n de genes de resistencia a partir de ADN foráneo Se transmite por: Plásmidos Transposones: : Son secuencias de ADN capaces de moverse de un fragmento de ADN a otro. Integrones: : No se movilizan por si solos, poseen elementos claves, un sitio de recombinación, n, un sitio que codifica una integrasa y un promotor.
Tipos de Resistencia a ATB Mecanismos de transferencia: Conjugación: : Proceso por el cual ADN plasmídico se transfiere de una bacteria donante a una receptora. Implica contacto real entre ambas células. Transducción: : Transferencia del material genético de una bacteria a otra usando como factor un bacteriófago. Transformación: : Permite la adquisición n e incorporación de ADN desnudo.
Tipos de Resistencia a ATB Expresión: Constitutiva: : Producida por exposición n al estimulo o sin él. Inducible: : Producida solo después s de la exposición n al estimulo. Constitutiva-Inducible Inducible: : Producida a bajo nivel sin estimulo, producción n enormemente aumentada después s del estímulo.
Mecanismos de Resistencia a ATB Interferencia del transporte de drogas a través s de la membrana o de su acumulación n citoplasmática: tica: Impermeabilidad Eflujo
Impermeabilidad
Bomba de Eflujo Antimicrobiano Porina abierta Membrana Externa Proteína accesoria de fusión Periplasma Proteína transmembrana Membrana bacteriana
Mecanismo de Resistencia a ATB Cambios relacionados con sitio de acción n de los antimicrobianos PBP: : Pueden sufrir alteraciones que disminuyen su afinidad por los β-lactámicos y pueden sintetizar el peptidoglicano a concentraciones de droga tóxicas t para PBP normales. Remodelación Nuevas PBP Hiperproducción Cantidad Relativa
Resistencia mediada por PBP β-lactamico Ác. lipoteicoico Peptidoglicano PBP 2a PBP Normal PBP Modif Fosfolípidos
Mecanismos de resistencia a ATB Inactivación n enzimática del antimicrobiano Betalactamasas Enzimas capaces de hidrolizar el anillo β-lactámico Bacterias Gram - : Localizadas en espacio periplásmico Bacterias Gram +: Secretadas al medio Codificadas por genes cromosómicos micos y plasmídicos. Expresión n constitutiva o inducible por exposición n al ATB.
Detección n y caracterización n de β-lactamasas Para su clasificación n se estudia: Patrón n fenotípico de resistencia Punto Isoeléctrico Parámetros Cinéticos Caracterización n por PCR con primers específicos
Criterios para la clasificación n de β-lactamasas Actividad: Sustratos e Inhibidores Propiedades físicas: f pi, PM Localización n genética del gen codificante: Características Inmunológicas Estructura Plasmidico, Cromosómico mico
Clasificación n de β-lactamasas Ambler (1980): Clasifica las enzimas en cuatro clases según n su estructura molecular (A, B, C, D) A, C y D son enzimas cuyo centro activo es una serina Serinoproteasas B son metaloenzimas, los átomos de Zn 2+ interactúan an con un residuo de cisteina y tres residuos de histidina en el sitio activo. Bush, Jacoby y Medeiros (1995): Tienen en cuenta la localización n genética, perfil de sustratos, la sensibilidad a inhibidores y algunas características físicas como pi, PM y la clase molecular.
Betalactamasas Clasificación n por sustrato Penicilinasas: : penicilinasa de Staphylococcus aureus Cefalosporinasas: : AMP-C C de enterobacterias y Pseudomona aeruginosa ßLEA: : actividad sobre penicilinas y cefalo 1º 1 g ßLEE: : hidrolizan también n a las cefalo 3º 3 y 4º 4 g Oxacilinasas: : mayor actividad frente a oxacilinas ßLact resistentes a Inhibidores Carbapenemasas
Resistencia a carbapenemes en enterobacterias Alteración n de las PBP (Proteus mirabilis) Disminución n de la permeabilidad (alteración n de porinas) en combinación n con producción n de βlactamasas Producción n de carbapenemasas
Clasificación n de las Carbapenemasas Serinoenzimas: : 1, 2d, 2f 2d: OXA, ARI-2, SON-1 2f: IMI-1, GES-2, IMI-2, KPN Son carbapenemasas no estructurales, inhibibles por clavulánico y tazobactam, NO por EDTA. Metaloenzimas: : 3a, 3b, 3c. 3a: IMP-1 1 a 16, VIM-1 1 a 11 3b: ASA-1, IMI-S 3c: FEZ-1, L1, GOB-1 Son inhibibles por EDTA y NO por clavulánico.
Detección n del mecanismo de resistencia Búsqueda de carbapenemasas en enterobacterias: 1) Probar Imipenem y Meropenem 2) Aumento del punto de corte 3) Prueba con PTZ (piperacilina-tazobactam) y/o AMC (amoxicilina-clavulanico), clavulanico), se busca efecto huevo 4) Pruebas confirmatorias
IMP MER Carbapenemasas en Enterobacterias <16 mm 16-21 mm >22 mm R SD IMP PTZ MER + - Informar/Alertar Sensible
IMP PTZ MER
Búsqueda de carbapenemasas con AMC IMP AMC MER
Pruebas confirmatorias Métodos microbiológicos Método de Hodge: 1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH 2) Realizar Estría a con la cepa sospechosa desde el centro a la periferia 3) Colocar disco Imipenem en el centro. 4) Incubar ON e interpretar.
Pruebas confirmatorias Métodos microbiológicos: Método de Masuda: TécnicaT 1) Preparar un cultivo bacteriano de la cepa en estudio en 10 ml de caldo BHI/TSA. 2) Incubar 18 hs a 37º con agitación. 3) Centrifugar 20 min y resuspender en 300µl l de buffer fosfato 10 mm, ph 7. 4) Someter a congelado-descongelado descongelado 10 veces o bien sonicar (2 pulsos durante 40 seg, potencia 40% separados por intervalos de 30 seg) 5) Centrifugar 10 min, separar el sobrenadante que se utilizará en el ensayo. 6) Gotear 10 µl l del sobrenadante en discos de papel de filtro previamente esterilizados.
Pruebas confirmatorias Métodos microbiológicos: Método de Masuda: Ensayo 1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH 2) Colocar disco de IMP en el centro. 3) Colocar discos con extracto por dentro de la zona de inhibición esperada. Usar control + y control - 4) Incubar ON e interpretar.
Pruebas confirmatorias Hodsuda: Hodge + Masuda Hodsuda 1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH. 2) Colocar disco de IMP en el centro. 3) Estriar cepa problema dentro del halo de inhibición n esperado. 4) Incubar ON e interpretar.
Hodsuda IMP
Hodsuda
IMP MER Carbapenemasas en Enterobacterias <16 mm 16-21 mm >22 mm R SD IMP PTZ MER + - Informar/Alertar Sensible Pruebas confirmatorias IMP AMC MER Ensayos microbiológicos
Importancia de la detección n de carbapenemasas Gérmenes multiresistentes Limitadas opciones de tratamiento. Alta probabilidad de falla en el tratamiento con βlactámicos. Mayor mortalidad asociada a la infección Persistencia en el ambiente hospitalario Alta capacidad de diseminación n entre BGN
Agradecimientos Dra Adelaida Rossetti, Jefa del Sector de Bacteriologia del HIGA Pte Perón. Dra Mabel Straccia, Bacterióloga del HIGA Pte Perón. Dra Celia Sala Crist, Instructora de Residentes, Residencia del HIGA Pte Perón.
Muchas Gracias