CARBAPENEMASAS HIGA Pte Perón Sofia Abel Sergio Cutufia.

CARBAPENEMASAS

HIGA Pte PerónSofia Abel

Sergio Cutufia

• PENICILINASPENICILINAS

- Penicilinas naturales:- Penicilinas naturales:Penicilina G, Penicilina G sódica, Penicilina VPenicilina G, Penicilina G sódica, Penicilina V

- Penicilinas resistentes a las penicilinasas:- Penicilinas resistentes a las penicilinasas:Meticilina, Nafcilina, OxacilinasMeticilina, Nafcilina, Oxacilinas

- Aminopenicilinas:- Aminopenicilinas:Ampicilina, AmoxicilinaAmpicilina, Amoxicilina

- Carboxipenicilinas:- Carboxipenicilinas:Carbenicilina, TicarcilinaCarbenicilina, Ticarcilina

- Acilureídopenicilinas:- Acilureídopenicilinas:Piperacilina, Mezlocilina, AzlocilinaPiperacilina, Mezlocilina, Azlocilina

Clasificación de los antibióticos Clasificación de los antibióticos ββ--lactámicoslactámicos

Clasificación de los antibióticos Clasificación de los antibióticos ββ--lactámicoslactámicos

• CEFALOSPORINASCEFALOSPORINAS

- - Cefalosp. de 1º generaciónCefalosp. de 1º generación::

Cefalotina, Cefaloridina, Cefalexina, Cefradina, CefazolinaCefalotina, Cefaloridina, Cefalexina, Cefradina, Cefazolina


Cefaclor, Cefuroxima, CefamandolCefaclor, Cefuroxima, Cefamandol- Cefalosp. de 3º generación:- Cefalosp. de 3º generación:

Cefotaxima, Ceftriaxona, Ceftacidima, Ceftizoxima, Cefotaxima, Ceftriaxona, Ceftacidima, Ceftizoxima, CefoperazonaCefoperazona


Cefepime, CefpiromeCefepime, Cefpirome

- - CefamicinasCefamicinas::

Cefoxitina, CefotetanCefoxitina, Cefotetan

Clasificación de los antibióticos Clasificación de los antibióticos ββ-lactámicos-lactámicos

•MONOBACTAMASMONOBACTAMAS AztreonamAztreonam

•INHIBIDORES DE INHIBIDORES DE ß-LACTAMASASß-LACTAMASAS Ácido clavulánicoÁcido clavulánico

SulbactamSulbactam

TazobactamTazobactam

•CARBAPENEMESCARBAPENEMES ImipenemImipenem

MeropenemMeropenem

ErtapenemErtapenem

• Derivados semisintéticos de la tienamicina, un carbapeneme natural Derivados semisintéticos de la tienamicina, un carbapeneme natural químicamente inestable, producido por el químicamente inestable, producido por el Streptomyces cattleya.Streptomyces cattleya.

• Su característica estructural más importante es la sustitución del átomo de Su característica estructural más importante es la sustitución del átomo de azufre del anillo principal de la mayoría de los betalactámicos, por un grupo azufre del anillo principal de la mayoría de los betalactámicos, por un grupo metileno (-CHmetileno (-CH22-), que aumenta su afinidad por las PBP (penicillin binding -), que aumenta su afinidad por las PBP (penicillin binding proteins)proteins)

• La cadena hidroxietílica unida al anillo betalactámico en posición trans lo La cadena hidroxietílica unida al anillo betalactámico en posición trans lo protege efectivamente del ataque de las betalactamas bacterianas.protege efectivamente del ataque de las betalactamas bacterianas.

• El imipenem es metabolizado en riñón, por lo que, para que aparezca en orina, El imipenem es metabolizado en riñón, por lo que, para que aparezca en orina, debe agregársele cistatina, que inhibe la enzima responsable.debe agregársele cistatina, que inhibe la enzima responsable.

• En el meropenem el metilo en C1 lo protege de la degradación renal, mientras En el meropenem el metilo en C1 lo protege de la degradación renal, mientras que la alteración en la cadena lateral en C2 aumenta su actividad frente a que la alteración en la cadena lateral en C2 aumenta su actividad frente a Pseudomona spp. y otras BGN.Pseudomona spp. y otras BGN.

• En los BGN, los carbapenemes penetran fácilmente a través de los canales En los BGN, los carbapenemes penetran fácilmente a través de los canales porínicos de su membrana externa gracias a su bajo peso molecular y porínicos de su membrana externa gracias a su bajo peso molecular y estructura compacta, hidrófila.estructura compacta, hidrófila.

CarbapenemesCarbapenemesGeneralidadesGeneralidades

ImipenemImipenem

MeropenemMeropenem

CH3

Acción de los carbapenemesAcción de los carbapenemes

•Como todos los betalactámicos, su acción se basa en la unión covalente de su Como todos los betalactámicos, su acción se basa en la unión covalente de su molécula con las PBP bacterianas.molécula con las PBP bacterianas.•Las PBP son principalmente transpeptidasas y transcarboxilasas, necesarias para Las PBP son principalmente transpeptidasas y transcarboxilasas, necesarias para la síntesis del peptidoglicano de la pared bacteriana.la síntesis del peptidoglicano de la pared bacteriana.•Existen muchas PBP, pero solo algunas son esenciales para la bacteria, como Existen muchas PBP, pero solo algunas son esenciales para la bacteria, como son las PBP 1, 2 y 3. Estas son el blanco principal de los betalactámicos.son las PBP 1, 2 y 3. Estas son el blanco principal de los betalactámicos.•La unión del ATB con las PBP produce un efecto lítico sobre las bacterias por 2 La unión del ATB con las PBP produce un efecto lítico sobre las bacterias por 2 mecanismos:mecanismos:

•Inhibe la traspeptidación y entrecruzamiento de la pared bacteriana Inhibe la traspeptidación y entrecruzamiento de la pared bacteriana debilitandola y exponiendo a la bacteria al medio.debilitandola y exponiendo a la bacteria al medio.•Desregulan a las autolisinas de la pared celular.Desregulan a las autolisinas de la pared celular.

OHOH

OONN

OONN

OO

PBP óPBP ó

BetalactamasasBetalactamasasAnillo BetalactámicoAnillo Betalactámico

Molécula aciladaMolécula acilada

Hidrólisis anilloHidrólisis anillo

(betalactamasas)(betalactamasas)

Ester estableEster estable

(PBP)(PBP)

• Son el principal tratamiento en infecciones nosocomiales por BGN Son el principal tratamiento en infecciones nosocomiales por BGN multirresistentes y muchos veces el último recurso terapéutico disponible.multirresistentes y muchos veces el último recurso terapéutico disponible.

• ß-lactámico de amplio espectro y alta potencia.ß-lactámico de amplio espectro y alta potencia.

• Inhibe el desarrollo del 90% de las bacterias de importancia clínica.Inhibe el desarrollo del 90% de las bacterias de importancia clínica.

• Efecto inhibitorio postantibiótico Efecto inhibitorio postantibiótico Dosificación Dosificación

Espectro de actividad antibacterianaEspectro de actividad antibacteriana

Espectro de actividad antibacterianaEspectro de actividad antibacteriana

•Bacterias aerobias:Bacterias aerobias:– Gram (+)Gram (+) : : a) Muy susceptibles: S. pneumoniae., estreptococos A y B, S. aureusa) Muy susceptibles: S. pneumoniae., estreptococos A y B, S. aureus

b) Sensibilidad variable: E. faecium resistente, E. faecalis sensibleb) Sensibilidad variable: E. faecium resistente, E. faecalis sensible c) Resistentes: S. aureus meticilino resistente.c) Resistentes: S. aureus meticilino resistente.

– Gram (-)Gram (-) : : Neisseria meningitidis, gonorreae y H.influenzaeNeisseria meningitidis, gonorreae y H.influenzae Enterobacterias: Mayoria SensiblesEnterobacterias: Mayoria Sensibles

Pseudomona aeruginosaPseudomona aeruginosa Acinetobacter Acinetobacter resistencia en aumento (carbapenemasa) resistencia en aumento (carbapenemasa) S. maltophilia y B. cepacia resistentesS. maltophilia y B. cepacia resistentes

•Anaerobios: Excelente actividad contra anaerobios estrictosAnaerobios: Excelente actividad contra anaerobios estrictos Bacteroides fragilis y otros bacteroidesBacteroides fragilis y otros bacteroides

Sensibles Fusobacterium y cocos anaerobios Gram (+) Sensibles Fusobacterium y cocos anaerobios Gram (+) C. perfringesC. perfringes

C. dificcile C. dificcile ResistenteResistente

Tipos de Resistencia a ATBTipos de Resistencia a ATB

• Resistencia Natural o intrínsecaResistencia Natural o intrínseca: : Característico de genero y especie. Esta determinado por el genoma bacterianoCaracterístico de genero y especie. Esta determinado por el genoma bacteriano

– Resistencia natural en EnterobacteriasResistencia natural en Enterobacterias: Penicilina, oxazoilpenicilinas, : Penicilina, oxazoilpenicilinas, clindamicina, lincosamina, clindamicina, lincosamina,

macrólidosmacrólidos

– Resistencia natural de distintas especies a determinados tipos de ATBResistencia natural de distintas especies a determinados tipos de ATB::

• Polimixina B y Colistina: Proteus spp, Morganella morganii, Polimixina B y Colistina: Proteus spp, Morganella morganii, Providencia spp, Cedecea spp Providencia spp, Cedecea spp

• Nitrofuranos: Proteus spp, Morganella morganii, Providencia spp, Nitrofuranos: Proteus spp, Morganella morganii, Providencia spp, Serratia marcescens.Serratia marcescens.


• Resistencia AdquiridaResistencia Adquirida::

– Mutación y selección: Se dan al azar y espontáneamenteMutación y selección: Se dan al azar y espontáneamente

– Adquisición de genes de resistencia a partir de ADN foráneoAdquisición de genes de resistencia a partir de ADN foráneo

Se transmite por:Se transmite por: PlásmidosPlásmidos TransposonesTransposones: Son secuencias de ADN capaces de moverse de un : Son secuencias de ADN capaces de moverse de un

fragmento de ADN a otro.fragmento de ADN a otro. IntegronesIntegrones: No se movilizan por si solos, poseen elementos claves, un : No se movilizan por si solos, poseen elementos claves, un

sitio de recombinación, un sitio que codifica una integrasa y un sitio de recombinación, un sitio que codifica una integrasa y un promotor.promotor.

• Mecanismos de transferenciaMecanismos de transferencia::

• ConjugaciónConjugación: Proceso por el cual ADN plasmídico se : Proceso por el cual ADN plasmídico se transfiere de una bacteria donante a una receptora. transfiere de una bacteria donante a una receptora. Implica contacto real entre ambas células.Implica contacto real entre ambas células.

• TransducciónTransducción: Transferencia del material genético de : Transferencia del material genético de una bacteria a otra usando como factor un bacteriófago.una bacteria a otra usando como factor un bacteriófago.

• TransformaciónTransformación: Permite la adquisición e incorporación : Permite la adquisición e incorporación de ADN desnudo.de ADN desnudo.


• ExpresiónExpresión::

– ConstitutivaConstitutiva: Producida por exposición al estimulo o sin él.: Producida por exposición al estimulo o sin él.

– InducibleInducible: Producida solo después de la exposición al : Producida solo después de la exposición al estimulo.estimulo.

– Constitutiva-InducibleConstitutiva-Inducible: Producida a bajo nivel sin estimulo, : Producida a bajo nivel sin estimulo, producción enormemente aumentada después del estímulo.producción enormemente aumentada después del estímulo.


• Interferencia del transporte de drogas a través de la Interferencia del transporte de drogas a través de la membrana o de su acumulación citoplasmática:membrana o de su acumulación citoplasmática:

ImpermeabilidadImpermeabilidad

EflujoEflujo

Mecanismos de Resistencia a ATBMecanismos de Resistencia a ATB

ImpermeabilidadImpermeabilidad

Bomba de EflujoBomba de Eflujo

Antimicrobiano

Proteína transmembrana

Proteína accesoria de fusión

Porinaabierta

Periplasma

Membranabacteriana

MembranaExterna

Mecanismo de Resistencia a ATBMecanismo de Resistencia a ATB

• Cambios relacionados con sitio de acción de los antimicrobianosCambios relacionados con sitio de acción de los antimicrobianos

PBPPBP: Pueden sufrir alteraciones que disminuyen su afinidad por los : Pueden sufrir alteraciones que disminuyen su afinidad por los ββ--lactámicos y pueden sintetizar el peptidoglicano a concentraciones lactámicos y pueden sintetizar el peptidoglicano a concentraciones de droga tóxicas para PBP normales.de droga tóxicas para PBP normales.

– RemodelaciónRemodelación– Nuevas PBPNuevas PBP– HiperproducciónHiperproducción– Cantidad RelativaCantidad Relativa

Resistencia mediada por PBPResistencia mediada por PBP

β-lactamico

Peptido-glicano

Ác. lipoteicoico

FosfolípidosPBP 2a PBPNormal

PBPModif

Mecanismos de resistencia a ATBMecanismos de resistencia a ATB

• Inactivación enzimática del antimicrobianoInactivación enzimática del antimicrobiano

BetalactamasasBetalactamasas

• Enzimas capaces de hidrolizar el anillo Enzimas capaces de hidrolizar el anillo ββ-lactámico-lactámico– Bacterias Gram - : Localizadas en espacio periplásmicoBacterias Gram - : Localizadas en espacio periplásmico

– Bacterias Gram +: Secretadas al medioBacterias Gram +: Secretadas al medio

• Codificadas por genes cromosómicos y plasmídicos.Codificadas por genes cromosómicos y plasmídicos.

• Expresión constitutiva o inducible por exposición al Expresión constitutiva o inducible por exposición al ATB.ATB.

Detección y caracterización de Detección y caracterización de ββ--lactamasaslactamasas

• Para su clasificación se estudiaPara su clasificación se estudia::

– Patrón fenotípico de resistenciaPatrón fenotípico de resistencia

– Punto IsoeléctricoPunto Isoeléctrico

– Parámetros CinéticosParámetros Cinéticos

– Caracterización por PCR con primers específicosCaracterización por PCR con primers específicos

Criterios para la clasificación de Criterios para la clasificación de ββ--lactamasaslactamasas

• Actividad: Sustratos e InhibidoresActividad: Sustratos e Inhibidores

• Propiedades físicas: pI, PMPropiedades físicas: pI, PM

• Localización genética del gen codificante: Localización genética del gen codificante: Plasmidico, CromosómicoPlasmidico, Cromosómico

• Características InmunológicasCaracterísticas Inmunológicas

• EstructuraEstructura

Clasificación de Clasificación de ββ--lactamasaslactamasas

• AmblerAmbler (1980): Clasifica las enzimas en cuatro (1980): Clasifica las enzimas en cuatro clases según su estructura molecular (A, B, C, D)clases según su estructura molecular (A, B, C, D)

– A, C y D son enzimas cuyo centro activo es una serina A, C y D son enzimas cuyo centro activo es una serina SerinoproteasasSerinoproteasas

– B son metaloenzimas, los átomos de ZnB son metaloenzimas, los átomos de Zn2+2+ interactúan con interactúan con un residuo de cisteina y tres residuos de histidina en el un residuo de cisteina y tres residuos de histidina en el sitio activo.sitio activo.

• Bush, Jacoby y MedeirosBush, Jacoby y Medeiros (1995): Tienen en cuenta la (1995): Tienen en cuenta la localización genética, perfil de sustratos, la localización genética, perfil de sustratos, la sensibilidad a inhibidores y algunas características sensibilidad a inhibidores y algunas características físicas como pI, PM y la clase molecular.físicas como pI, PM y la clase molecular.

BetalactamasasBetalactamasas

Clasificación por sustratoClasificación por sustrato

• PenicilinasasPenicilinasas: penicilinasa de : penicilinasa de Staphylococcus Staphylococcus aureusaureus

• CefalosporinasasCefalosporinasas: AMP-C de enterobacterias y : AMP-C de enterobacterias y Pseudomona aeruginosaPseudomona aeruginosa

• ßLEAßLEA: actividad sobre penicilinas y cefalo 1º g: actividad sobre penicilinas y cefalo 1º g

• ßLEEßLEE: hidrolizan también a las cefalo 3º y 4º g: hidrolizan también a las cefalo 3º y 4º g

• OxacilinasasOxacilinasas: mayor actividad frente a oxacilinas: mayor actividad frente a oxacilinas

• ßLact resistentes a InhibidoresßLact resistentes a Inhibidores

• CarbapenemasasCarbapenemasas

Resistencia a carbapenemesResistencia a carbapenemesen enterobacteriasen enterobacterias

• Alteración de las PBP (Proteus mirabilis)Alteración de las PBP (Proteus mirabilis)

• Disminución de la permeabilidad (alteración de porinas) Disminución de la permeabilidad (alteración de porinas) en combinación con producción de en combinación con producción de ββlactamasaslactamasas

• Producción de carbapenemasasProducción de carbapenemasas

Clasificación de las CarbapenemasasClasificación de las Carbapenemasas

• SerinoenzimasSerinoenzimas: 1, 2d, 2f: 1, 2d, 2f– 2d: OXA, ARI-2, SON-12d: OXA, ARI-2, SON-1

– 2f: IMI-1, GES-2, IMI-2, KPN2f: IMI-1, GES-2, IMI-2, KPN

– Son carbapenemasas no estructurales, inhibibles por Son carbapenemasas no estructurales, inhibibles por clavulánico y tazobactam, NO por EDTA.clavulánico y tazobactam, NO por EDTA.

• MetaloenzimasMetaloenzimas: 3a, 3b, 3c.: 3a, 3b, 3c.– 3a: IMP-1 a 16, VIM-1 a 113a: IMP-1 a 16, VIM-1 a 11

– 3b: ASA-1, IMI-S3b: ASA-1, IMI-S

– 3c: FEZ-1, L1, GOB-13c: FEZ-1, L1, GOB-1

– Son inhibibles por EDTA y NO por clavulánico.Son inhibibles por EDTA y NO por clavulánico.

Detección del mecanismo de resistenciaDetección del mecanismo de resistencia

• Búsqueda de carbapenemasas en enterobacterias:Búsqueda de carbapenemasas en enterobacterias:

1)1) Probar Imipenem y MeropenemProbar Imipenem y Meropenem

2)2) Aumento del punto de corteAumento del punto de corte

3)3) Prueba con PTZ (piperacilina-tazobactam) y/o AMC Prueba con PTZ (piperacilina-tazobactam) y/o AMC (amoxicilina-clavulanico), se busca efecto huevo(amoxicilina-clavulanico), se busca efecto huevo

4)4) Pruebas confirmatoriasPruebas confirmatorias

Carbapenemasas enCarbapenemasas enEnterobacteriasEnterobacterias

IMPIMP MERMER

<16 mm<16 mm 16-21 mm16-21 mm >22 mm>22 mm

SDSD

IMPIMP PTZPTZ MERMER

++ --

SensibleSensible

RR

Informar/AlertarInformar/Alertar

PTZIMPMER

AMCIMPMER

Búsqueda de carbapenemasas con AMCBúsqueda de carbapenemasas con AMC

Pruebas confirmatoriasPruebas confirmatorias

• Métodos microbiológicosMétodos microbiológicos

• Método de Hodge:Método de Hodge:

1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH2) Realizar Estría con la cepa sospechosa desde el centro a la 2) Realizar Estría con la cepa sospechosa desde el centro a la

periferiaperiferia3) Colocar disco Imipenem en el centro.3) Colocar disco Imipenem en el centro.4) Incubar ON e interpretar.4) Incubar ON e interpretar.


• Métodos microbiológicos:Métodos microbiológicos:

• Método de Masuda: TécnicaMétodo de Masuda: Técnica1) Preparar un cultivo bacteriano de la cepa en estudio en 10 ml de 1) Preparar un cultivo bacteriano de la cepa en estudio en 10 ml de

caldo BHI/TSA.caldo BHI/TSA.2) Incubar 18 hs a 37º con agitación.2) Incubar 18 hs a 37º con agitación.3) Centrifugar 20 min y resuspender en 300μl de buffer fosfato 10 mM, 3) Centrifugar 20 min y resuspender en 300μl de buffer fosfato 10 mM,

pH 7.pH 7.4) Someter a congelado-descongelado 10 veces o bien sonicar (2 pulsos 4) Someter a congelado-descongelado 10 veces o bien sonicar (2 pulsos

durante 40 seg, potencia 40% separados por intervalos de 30 seg)durante 40 seg, potencia 40% separados por intervalos de 30 seg)5) Centrifugar 10 min, separar el sobrenadante que se utilizará en el 5) Centrifugar 10 min, separar el sobrenadante que se utilizará en el

ensayo.ensayo.6) Gotear 10 μl del sobrenadante en discos de papel de filtro 6) Gotear 10 μl del sobrenadante en discos de papel de filtro

previamente esterilizados.previamente esterilizados.

• Métodos microbiológicos:Métodos microbiológicos:

• Método de Masuda: EnsayoMétodo de Masuda: Ensayo

1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH

2) Colocar disco de IMP en el centro.2) Colocar disco de IMP en el centro.

3) Colocar discos con extracto por dentro de la zona de inhibición 3) Colocar discos con extracto por dentro de la zona de inhibición esperada. Usar control + y control -esperada. Usar control + y control -

4) Incubar ON e interpretar.4) Incubar ON e interpretar.



Hodge + Masuda Hodge + Masuda Hodsuda Hodsuda

HodsudaHodsuda::

1)1) Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH.Hisopar E. coli ATCC 25922 en MH.

2)2) Colocar disco de IMP en el centro.Colocar disco de IMP en el centro.

3)3) Estriar cepa problema dentro del halo de inhibición Estriar cepa problema dentro del halo de inhibición esperado.esperado.

4)4) Incubar ON e interpretar.Incubar ON e interpretar.

IMP

Hodsuda

Hodsuda

Carbapenemasas enCarbapenemasas enEnterobacteriasEnterobacterias

IMP MER

<16 mm<16 mm 16-21 mm16-21 mm >22 mm>22 mm

SD

IMP PTZ MER

+ -

Sensible

R

Informar/Alertar

Pruebas confirmatorias

IMP AMC MER

Ensayos microbiológicos

Importancia de la Importancia de la detección de carbapenemasasdetección de carbapenemasas

• Gérmenes multiresistentesGérmenes multiresistentes

• Limitadas opciones de tratamiento .Limitadas opciones de tratamiento .

• Alta probabilidad de falla en el tratamiento con Alta probabilidad de falla en el tratamiento con ββlactámicos.lactámicos.

• Mayor mortalidad asociada a la infecciónMayor mortalidad asociada a la infección

• Persistencia en el ambiente hospitalarioPersistencia en el ambiente hospitalario

• Alta capacidad de diseminación entre BGNAlta capacidad de diseminación entre BGN

AgradecimientosAgradecimientos

☻Dra Adelaida Rossetti, Jefa del Sector de Dra Adelaida Rossetti, Jefa del Sector de Bacteriologia del HIGA Pte Perón.Bacteriologia del HIGA Pte Perón.

☻Dra Mabel Straccia, Bacterióloga del HIGA Dra Mabel Straccia, Bacterióloga del HIGA Pte Perón.Pte Perón.

☻Dra Celia Sala Crist, Instructora de Dra Celia Sala Crist, Instructora de Residentes, Residencia del HIGA Pte Perón.Residentes, Residencia del HIGA Pte Perón.

MMucuchhasas GraGracciasias

CARBAPENEMASAS HIGA Pte Perón Sofia Abel Sergio Cutufia.

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