Universidad de Granada Facultad de Medicina Departamento de Microbiologa Betalactamasas de espectro extendido en nuestro medio: Aportaciones cientficas. Antonio Sorlzano Puerto Granada, 2004 Editor: Editorial de la Universidad de GranadaAutor: Antonio Sorlzano PuertoD.L.: Gr. 2294 - 2007ISBN: 978-84-338-4498-9 D.GONZALOPIDROLAANGULO, CATEDRTICODEMICROBIOLOGADELA FACULTAD DE MEDICINA DE GRANADA. CERTIFICA: QueD.ANTONIOSORLZANOPUERTO, LicenciadoenMedicinayCiruga,harealizadoeltrabajo deTesisDoctoralbajomidireccin,sobreeltema Betalactamasasdeespectroextendidoennuestromedio: Aportacionescientficas.,elcualhafinalizadocon aprovechamiento,paraoptaralTtulodeDoctor,siempre queasloconsidereelsuperiorjuiciodeltribunal nombrado al efecto. Fdo: D. GONZALO PIDROLA ANGULO D.JOSGUTIRREZFERNNDEZ,PROFESOR TITULARDEMICROBIOLOGADELAFACULTADDE MEDICINA DE GRANADA. CERTIFICA: QueD.ANTONIOSORLZANOPUERTO, LicenciadoenMedicinayCiruga,harealizadoeltrabajo deTesisDoctoralbajomidireccin,sobreeltema Betalactamasasdeespectroextendidoennuestromedio: Aportacionescientficas.,elcualhafinalizadocon aprovechamiento,paraoptaralTtulodeDoctor,siempre queasloconsidereelsuperiorjuiciodeltribunal nombrado al efecto. Fdo: D. JOS GUTIRREZ FERNNDEZ Apartirdeestatesissehangeneradolassiguientes publicaciones: Artculos en revistas de difusin internacional: SorlzanoA,GutirrezJ,FernndezF,etal.2004.Apreliminarystudy onthepresenceofextended-spectrum-lactamases(ESBL)inclinical isolates of Escherichia coli in Granada (Spain). Ann. Microbiol. 54: 227-232. SorlzanoA,GutirrezJ,PalancaM,etal.2004.Highincidenceof extended-spectrum-lactamasesamongoutpatientclinicalisolatesof Escherichiacoli:AphenotypicassessmentofNCCLSguidelinesanda commercialmethod.Diagn.Microbiol.Infect.Dis.(Aceptadopara publicacin) Sorlzano A, Gutirrez J, Pidrola G, et al. 2004. A good performance of Vitek2systemtodetectextended-spectrum-lactamasesinclinical isolatesofEscherichiacoli:Acomparativestudyofphenotypic commercialmethodsandNCCLSguidelines.(Enviadoa:Diagnostic Microbiology and Infectious Disease) Libros: SorlzanoA,GutirrezJyPidrolaG.2004.Losantibiticos betalactmicos en el siglo XXI. Repercusiones clnicas de las resistencias emergentes. Ed: Grupo Editorial Universitario. Granada. Comunicaciones a congresos: PalancaM,SorlzanoA,CarlosS,etal.2003.Altaincidenciade betalactamasasdeespectroextendidoenaisladosclnicosde Escherichiacolideunhospitalregionalespaol.XVICongreso SAMPAC. Comunicacin IIA/25. Sevilla. PalancaM,SorlzanoA,FernndezF,etal.2003.Evaluacindel sistemaWIDERenladeteccindebetalactamasasdeespectro extendido. XVI Congreso SAMPAC. Comunicacin IIA/30. Sevilla. Antesdeiniciareldesarrollodelpresentetrabajo, deseo expresar mi ms sincera gratitud a todos aquellos que con su ayuda lo han hecho posible: Amisdirectores,losprofesoresGonzaloPidrola AnguloyJ osGutirrezFernndez,porpresentarmealas bacteriasydescubrirycultivarenmunverdaderoy crecienteintersporestosorganismos,ascomoporla colaboracineintersconstantequehanprestadoalo largo de la realizacin de esta Tesis Doctoral. A la doctora Mara del Carmen Maroto Vela, jefa del ServiciodeMicrobiologaClnicadelHospitalSanCecilio deGranada,porelapoyoyestmuloalolargodeestos aos. AlosfacultativosycompaerosdelServiciode Microbiologa del Hospital San Cecilio, J uan Romn, J os Libana,J osAntonioPrez,Martalvarez,Trinidad Escobar,FernandoGarca,CarmenBernalyFederico Garca,porlosmomentoscompartidosyporpermitirme aprender de ellos. A los amigos que me acompaaron en el recorrido de la Microbiologa durante cuatro aos: Rosa Guerrero, Sonia Surez,FernandoFernndez,RosaDaza,FrancisArjona, NataliaChueca,AlejandroPea,MatiPalancaySilvia Carlos. Alosadministrativos,auxiliaresytcnicosde laboratorio,porlosbuenosmomentoscompartidos,cada da, durante estos aos. No lo olvidar. A los laboratorios bioMeriux, Francisco Soria Melguizo S.A., IZASA S.A. y Oxoid, por facilitar los medios tcnicos y de laboratorio necesarios para realizar este estudio. A los miembros del grupo de investigacin CTS521, por el apoyo tcnico y econmico prestado. AlosdoctoresRafaelCantnyMaraTeresaCoque, del servicio de Microbiologa del Hospital Ramn y Cajal de Madrid,porsusconocimientos,yporproporcionarlos aisladosbacterianosnecesariospararealizarlosestudios moleculares de este trabajo. AldoctorJ essOteo,delCentroNacionalde Microbiologa,InstitutodeSaludCarlosIII,porsu colaboracin en los estudios de clonalidad. Al doctor J uan de Dios Luna, por su inestimable ayuda en el campo de la Estadstica. A la Fundacin Hospital Clnico, por favorecer, en el mbito del Hospital San Cecilio, la realizacin de trabajos de investigacin. AmisamigosMara,Puri,Noelia,Mari,Asun,Francis, J os Luis y J avi. A todos, gracias. A mi familia. A Merche. NDICE 1.INTRODUCCIN 1.1. Mecanismo de accin de los antibiticos betalactmicos1.2. Clasificacin de los antibiticos betalactmicos1.3. Estructura qumica y actividad clnica de las penicilinas1.3.1.Bencilpenicilina o penicilina G1.3.2.Fenoximetilpenicilina o penicilina V 1.3.3.Cloxacilina 1.3.4.Aminopenicilinas 1.3.5.Piperacilina1.4. Estructura qumica y actividad clnica de los inhibidores de betalactamasas 1.5. Estructura qumica y actividad clnica de las cefalosporinas 1.5.1.Cefalosporinas de primera generacin 1.5.2.Cefalosporinas de segunda generacin 1.5.3.Cefalosporinas de tercera generacin 1.5.4.Cefalosporinas de cuarta generacin 1.6. Estructura qumica y actividad clnica de los antibiticos monobactmicos 1.7. Estructura qumica y actividad clnica de los antibiticos carbapenmicos 1.8. Inactivacin enzimtica de los antibiticos betalactmicos por betalactamasas 1.8.1.Betalactamasas cromosmicas 1.8.2.Betalactamasas plasmdicas 1.9. Betalactamasas de espectro extendido (BLEEs) 1.9.1.Introduccin e historia Pgs.

3 6 7 7 9 9 10 11 12 16 17 18 19 22 24 26 29 33 36 38 38 1.9.2.Tipos de BLEEs 1.9.2.1.Betalactamasas tipo TEM 1.9.2.2.Betalactamasas tipo SHV 1.9.2.3.Betalactamasas resistentes a inhibidores de betalactamasas (inhibitor-resistant betalactamases o IRT) 1.9.2.4.Betalactamasas tipo CTX-M 1.9.2.5.Betalactamasas tipo OXA 1.9.2.6.Otras BLEEs 1.9.3.Epidemiologa 1.9.4.Asociacin de resistencias con otros antibiticos 1.9.5.Factores clnicos asociados a la presencia de BLEEs 1.9.6.Tratamiento de las infecciones por bacterias productoras de BLEEs 1.9.7.Prevencin y control 1.9.8.Mtodos fenotpicos de deteccin de la presencia de BLEEs 1.9.8.1.Mtodos de difusin con disco 1.9.8.2.Prueba de Epsilon (E-test) 1.9.8.3.Mtodos automatizados 1.9.9.Mtodos bioqumicos y moleculares para la caracterizacin de BLEEs 1.9.9.1.Isoelectroenfoque 1.9.9.2.Perfil de substrato 1.9.9.3.Cintica enzimtica 1.9.9.4.Determinacin de los IC50 1.9.9.5.Sondas de DNA 40 40 43 45 47 49 51 63 76 80 81 86 90 92 95 96 97 98 98 99 99 99 1.9.9.6.Tcnicas de amplificacin de cidos nucleicos: reaccin en cadena de la polimerasa (PCR) 1.9.9.7.Electroforesis en campo pulsado 2.OBJETIVOS 3.MATERIAL Y MTODOS 3.1. Seleccin de los aislados clnicos3.2. Deteccin fenotpica de la presencia de BLEEs 3.2.1.Mtodos de difusin con disco 3.2.2.Prueba de Epsilon (E-test) 3.2.3.Mtodos automatizados 3.2.3.1.Sistema VITEK 2 3.2.3.2.Sistema WIDER 3.3. Mtodos bioqumicos y moleculares para la caracterizacin de BLEEs 3.3.1.Isoelectroenfoque 3.3.1.1.Sonicacin 3.3.1.2.Isoelectroenfoque 3.3.2.Reaccin en cadena de la polimerasa (PCR) 3.3.2.1.Extraccin del ADN bacteriano 3.3.2.2.Amplificacin del ADN bacteriano 3.3.2.3.Electroforesis en gel de agarosa 3.3.3.Electroforesis en gel por campo pulsado 3.3.3.1.Preparacin del ADN bacteriano 3.3.3.2.Digestin con enzimas de restriccin 100 100 103 107 109 111 113 116 118 118 121 124 124 125 126 127 129 129 130 131 131 133 3.3.3.3.Electroforesis en campo pulsado 3.4. Mtodos estadsticos de anlisis de los resultados 4.RESULTADOS 4.1. Descripcin fenotpica y caracterizacin bioqumica y molecular de los aislados productores de BLEEs4.2. Caractersticas demogrficas de los aislados4.3. Resultadosobtenidosmedianteelmtodode referencia (mtodo A) 4.4. Resultados obtenidos mediante el mtodo B 4.5. Resultados del estudio con cefepime y cefoxitina 4.6. Resultados obtenidos mediante la prueba de Epsilon 4.7. ResultadosobtenidosmedianteVITEK2paralos antibiticos betalactmicos estudiados 4.8. ResultadosobtenidosmedianteVITEK2paralos antibiticos no betalactmicos estudiados 4.9. ResultadosobtenidosmedianteWIDERparalos antibiticos betalactmicos estudiados 4.10.Evaluacin de los diferentes mtodos fenotpicos estudiados para la deteccin de BLEEs4.11.Resultados del estudio de prevalencia 4.12.Resultadosdelestudiodeclonalidadmediante electroforesis en campo pulsado 4.13.Resultados del anlisis estadstico inferencial 4.13.1. Variables demogrficas 4.13.2. DistribucionesdeCMIsobtenidasmedianteE-test en los aislados productores de BLEEs 133 134 137 140 164 172 175 178 181 199 229 247 275 285

286 287 287 288 4.13.3. Antibiticosbetalactmicosestudiados mediante el sistema VITEK 2 4.13.4. Antibiticosnobetalactmicosestudiados mediante el sistema VITEK 2 4.13.5. Antibiticosbetalactmicosestudiados mediante el sistema WIDER 5.DISCUSIN 5.1. Mtodos de difusin con disco 5.1.1.Mtodo A 5.1.2.Mtodo B 5.1.3.Difusin con disco con cefepime y cefoxitina 5.2. Estudiobioqumicoymoleculardelosaislados productores de BLEEs 5.3. Prueba de Epsilon 5.4. ResultadosobtenidosmedianteelsistemaVITEK2 para los antibiticos betalactmicos 5.4.1.Concentracin mnima inhibitoria in vitro en los antibiticos betalactmicos 5.4.2.Categorasclnicasparalosantibiticos betalactmicos 5.5. ResultadosobtenidosmedianteelsistemaVITEK2 para los antibiticos no betalactmicos 5.6. ResultadosobtenidosmedianteelsistemaWIDER para los antibiticos betalactmicos 5.6.1.Concentracin mnima inhibitoria in vitro en los antibiticos betalactmicos 289 295 300 307 311 313 316 318 319 321 323 324 331 332 336 337 5.6.2.Categorasclnicasparalosantibiticos betalactmicos 5.7. Evaluacin de mtodos fenotpicos 5.7.1.Mtodosdedifusincondiscoypruebade Epsilon 5.7.2.Mtodos automatizados 5.8. Epidemiologa 5.9. Estudio de clonalidad 5.10.Opciones teraputicas 6.CONCLUSIONES 7.BIBLIOGRAFA

342 344 347 354 361 367 368 373 379 1.INTRODUCCIN 1. Introduccin 3 1.1.Mecanismodeaccindelosantibiticos betalactmicos Losantibiticosbetalactmicos(penicilinas,cefalosporinas, monobactmicosycarbapenmicos)sonmolculasqumicamente diversasquetienenencomnlapresenciadeunanillobetalactmico (figura 1) en su estructura. Figura 1: Anillo betalactmico Lasimilitudestereoqumicadelanillobetalactmicoconel dipptidod-alanina-d-alanina(TipperyStrominger,1965)lespermite interaccionarcondiversasprotenasenzimticasconactividadde transpeptidasasycarboxipeptidasassituadasenlasuperficiedela membranaplasmticabacteriana,molculasencargadasdemodelarla configuracindefinitivadelacapadelpeptidoglucano,ademsdeguiar sureorganizacinduranteladivisindelasbacterias.Aestasprotenas de membrana las conocemos genricamentecomoprotenas fijadoras de penicilina (penicillin binding proteins o PBP) (Spratt, 1983). La actividad antibacterianadelosbetalactmicosest,pues,enrelacinconsu capacidadparainterferir,deformacompetitiva,enlaactividaddelas PBPs. Variasdeestasenzimashansidocaracterizadasestructuraly bioqumicamente.LasPBPsposeenpesosmolecularesvariablesentre 120kDenelcasodePBP-1y40kDenelcasodePBP-6.Elnmero NHOBetalactamasas de espectro extendido 4 totaldePBPsporbacteriavaradeunaespeciemicrobianaaotra,yes inversamente proporcional a su peso molecular. LafuncindecadaunadelasPBPsesdistinta,ylas consecuencias para la bacteria de su bloqueo, tambin. As, PBP-1 acta, fundamentalmente,comounatranspeptidasa,dependiendodeellala integridadestructuraldelapared,yaquecuandosebloqueancon penicilinas,aparecenesferoplastosylaclulaselisa.PBP-2modulala formabacteriana,asque,cuandosebloqueasuactividad,provocael desarrollodeclulasredondasqueselisanfcilmente.PBP-3interviene enladivisinbacteriana,provocando,albloquearse,laaparicinde formasfilamentosassinseptos.PBP-4,PBP-5yPBP-6tienenactividad carboxipeptidasa,eintervienenenlaliberacindelquintoaminocido delpentapptido,queesnecesariaparalapolimerizacindel peptidoglucano. La afinidad de los diferentes antibiticos betalactmicos por estas protenasenzimticasesvariable.As,porejemplo,loscarbapenmicos poseenmayorafinidadporPBP-2,PBP-1ayPBP-1b(Jones,1985), transpeptidasasdecuyaaccindependelaintegridadestructuraldela paredhastaelpuntoque,cuandosuactividadesanuladaporestos antibiticos,lasbacteriasseconviertenenesferoplastos,morfotiposque no resisten la presin osmtica y se rompen. Las aminopenicilinas tienen afinidadporPBP-2.Cefotaximayaztreonam,entreotros,sefijancon elevadaafinidadaPBP-3(CostayBotta,1984),protenaqueinterviene en la divisin bacteriana.Laaccinbactericidadelosantibiticosbetalactmicosnoest ligadadirectamenteala interferenciaconlasntesisdelpeptidoglucano. ElbloqueodelasPBPspermitelaactuacindeenzimashidrolticas (autolisinasendgenas)enlasbacteriasquedisponendeellas,ycomo consecuenciaseproduciralalisis(Tomasz,1979).Lasbacteriasque carecen de autolisinas son inhibidas, pero no destruidas. 1. Introduccin 5 Para actuar, por tanto, los betalactmicos deben llegar a las PBPs. Esoesfcilenlosmicroorganismosgrampositivos,peromsdifcilen gramnegativosymicobacterias.Poreso,engramnegativos,deben aprovecharlapresenciadeporosproteicos(porinas).Adems,laaccin del betalactmico no es posible si la bacteria no se multiplica, porque ese es el momento de sntesis de la pared celular y de actuacin de las PBPs. Es decir, actan en fase de crecimiento exponencial. Betalactamasas de espectro extendido 6 1.2. Clasificacin de los antibiticos betalactmicosEnlatabla1serecogenlosprincipalesantibiticos betalactmicos de inters clnico. Tabla 1: Clasificacin de los antibiticos betalactmicos ClaseTiposAntibiticos Bencilpenicilinas Bencilpenicilina procana Bencilpenicilina benzatina AlquilpenicilinasFenoximetilpenicilina benzatina IsoxazolpenicilinasCloxacilina AminopenicilinasAmpicilina / amoxicilina Penicilinas UreidopenicilinasPiperacilina Sulfonas del cido penicilnico Sulbactam Tazobactam Inhibidores de betalactamasas Oxapenamas o clavamascido clavulnico Primera generacin Cefazolina Cefalexina Segunda generacin Cefonicid Cefuroxima Cefaclor Tercera generacin Cefotaxima Ceftriaxona Ceftazidima Ceftizoxima Cefixima Cefpodoxima Ceftibuteno Cefalosporinas Cuarta generacin Cefepime Cefpiroma Cefamicinas Cefalosporinas de 2 generacin parenterales Cefoxitina Monobactmicos o monobactamas Aztreonam CarbapenemasImipenem 4-beta-metilcarbapenemaMeropenem Carbapenmicos o carbapenemas 1-beta-metilcarbapenemaErtapenem 1. Introduccin 7 1.3.Estructuraqumicayactividadclnicadelas penicilinas Laspenicilinassonungrupodeantibiticosquecontienenun anillobetalactmicoyunanillodetiazolidina,formandoelcido6-aminopenicilnico,estructuraquederivadelacondensacindeuna molculadevalinayunadecistenaparadarlugaraldobleanillo caracterstico.Adems,tienenunacadenalateral,quevaradeunas penicilinasaotras,enlaposicin6delanillobetalactmicoyqueesla que define sus propiedades. Laspenicilinaspuedendividirsesegnsuactividad antibacteriana. La clasificacin de las penicilinas ha quedado reflejada en la tabla 1. 1.3.1. Bencilpenicilina o penicilina G Bencilpenicilina (figura 2) incluye en su espectro a la mayora de losmicroorganismosgrampositivos,tantoaerobioscomoanaerobios, cocosgramnegativosyalgunosbacilosgramnegativos,aunquehayque considerar que los aislados productores de betalactamasas son resistentes a este antibitico. La mayora de las especies de estreptococos son sensibles, si bien seestproduciendounincrementodeaisladosresistentes,siendo especialmente importante, por su trascendencia clnica, el incremento de resistenciaalapenicilinaporS.pneumoniae.ElgneroStaphylococcus spp.esgeneralmentesensible,sibien,aquellascepasresistentesa meticilinaolasqueposeenbetalactamasas,sonresistentesaeste antibitico. El gnero Enterococcus spp. es, por lo general, ms resistente queotroscocosgrampositivos.Entrelosmicroorganismos Betalactamasas de espectro extendido 8 gramnegativossensiblesseincluyenNeisseriameningitidisyNeisseria gonorrhoeae, salvo las cepas con alteraciones de las PBPs, que presentan sensibilidaddisminuda,ydelasproductorasdebetalactamasas,que sernresistentes.LomismoocurreconHaemophilusinfluenzaeo Haemophilusducreyi.Lasespiroquetas(Treponemapallidum, Leptospiraspp.yBorreliaspp.)sonsensibles.Lasenterobacterias, Rickettsiaspp.,Mycoplasmaspp.,Corynebacteriumjeikeiumyla mayora de Nocardia spp. son resistentes. Eselantibiticodeeleccinenlasinfeccionesproducidaspor Streptococcuspyogenes,neumococos(exceptocepasresistentes), enterococos,meningococos(salvoenlaerradicacinfarngea), gonococosyestafilococosnoproductoresdebetalactamasas (penicilinasas).Eselantibiticodeeleccinenlasinfeccionespor Clostridiumspp.Estilenlaprofilaxisdelafiebrereumticayenel tratamientodelaendocarditisestreptoccica.Estindicadaen infeccionesporespiroquetas,actinomicosis,ntraxydifteria.Estilen infeccionesperiodontales,anginadeVincenteinfeccionespulmonares de origen orofarngeo. No es til en infecciones abdominales ni plvicas, donde pueden estar presentes anaerobios gramnegativos resistentes como el gnero Bacteroides spp. Figura 2: Bencilpenicilina CH3CH3CO2HOOSHNN1. Introduccin 9 1.3.2. Fenoximetilpenicilina o penicilina V Suespectroyactividadsonsimilaresalosdebencilpenicilina, siendo tambin activa frente a estreptococos, aunque algo menos frente a estafilococos,H.influenzae,gonococosymeningococos.Seusaenel tratamiento de faringitis y en infecciones leves orales o de tejidos (figura 3). Figura 3: Fenoximetilpenicilina 1.3.3. Cloxacilina Cloxacilina(figura4)presentaactividadfrenteaestafilococos, estreptococos,gonococosyanaerobiosgrampositivos.Losenterococos sonparcialmenteresistentes.H.influenzaeesresistente.Noesactiva frente a bacilos gramnegativos. Suprincipalindicacinteraputicaeseltratamientodelas infecciones producidas por Staphylococcus spp. no resistente. Figura 4: Cloxacilina CH3CH3CO2HOOSHNNOCH3CH3CO2HOOSHNNCH3ONClBetalactamasas de espectro extendido 10 1.3.4. Aminopenicilinas SonligeramentemsactivasquebencilpenicilinafrenteaS. pyogenes,S.pneumoniae,S.agalactiae,enterococos,N.meningitidisy corinebacterias.SonmsactivasfrenteaL.monocytogenes,H. influenzaenoproductordebetalactamasasyalgunosbacilos gramnegativoscomoEscherichiacoli,Salmonellaspp.,Shigellaspp.o Proteusmirabilisnoproductoresdebetalactamasasplasmdicas.La mayoradeKlebsiellaspp.,Acinetobacterspp.,Serratiaspp.,Proteus vulgaris,Pseudomonasspp.yBacteroidesdelgrupofragilis,son resistentes a estas penicilinas (figura 5). AmpicilinaAmoxicilina

Figura 5: Aminopenicilinas Elincrementodeaisladosproductoresdebetalactamasas plasmdicashadisminuidosuutilidadclnica,porloqueseasociana inhibidores de betalactamasas (cido clavulnico o sulbactam). Sontileseneltratamientodeinfeccionesdeltractourinarioy respiratorias,eneltratamientodeendocarditisporenterococos, meningitisyensepsis,sobretodocombinadasconaminoglucsidos. Amoxicilinatambinseusaenlaeliminacindeportadoresde Salmonella typhi. CH3CH3CO2HOOSHNNNH2CH3CH3CO2HOOSHNNNH2HO1. Introduccin 11 1.3.5. Piperacilina Presenta una buena actividad frente a estreptococos, enterococos, estafilococos,H.influenzaeygonococos.Losaisladosresistentesa penicilinaporalteracinenlasPBPssontambinsensiblesaeste antibitico,perolosgonococosproductoresdebetalactamasasson resistentes.EslapenicilinamsactivafrenteaP.aeruginosa,P. fluorescens, B. cepacia y S. maltophilia. Es activa frente a la mayora de especiesdelafamiliaEnterobacteriaceae,incluyendoCitrobacterspp., Enterobacterspp.,Morganellaspp.,Providenciaspp.yS.marcescens. SonsensiblesBacteroidesdelgrupofragilisyotrosmuchosanaerobios (figura 6). Esrpidamentehidrolizadaporbetalactamasas,deahquelos aisladosproductoresdestassonresistentes,enespecialaquellosque producen betalactamasas de tipo TEM y otras de codificacin plasmdica. Sinembargo,suasociacincontazobactammejorasensiblementesu actividad frente a este tipo de aislados. Esta asociacin se muestra activa frente a S. aureus, H. influenzae, N. gonorrhoeae, E. coli, K. pneumoniae yBacteroidesdelgrupofragilisresistentesapiperacilina,aunqueesta asociacinnomejoralaactividaddepiperacilinasolafrenteaP. aeruginosa. Figura 6: Piperacilina CH3CH3CO2HOOSHNNN OO NCH3Betalactamasas de espectro extendido 12 1.4.Estructuraqumicayactividadclnicadelos inhibidores de betalactamasas Estosantibiticospuedenclasificarsesegnsumecanismode accinencompetitivos,sielinhibidoryelsubstrato(amoxicilina, ampicilina, piperacilina) compiten por el lugar activo de la enzima, o no competitivo,sinoseproduceninterferenciasentreelinhibidoryel substrato,debidoaqueseunenalugaresdiferentesdelaenzima.Asu vez,lainhibicinpuedeserreversible,silaenzimarecuperasuaccin despus de desligarse del inhibidor, ya que no tiene lugar ningn tipo de modificacinqumica,oirreversible,silaenzimapermaneceinactiva inclusodespusdeliberarsedelinhibidordebidoaqueseproduceuna alteracinqumicayconformacional.Untipoparticulardeinhibicin irreversibleeslaconocidacomoinhibicinsuicida,enlacualel enzimaquedacovalentementemodificadoeinactivoyelinhibidorse autodestruye.Losinhibidoressuicidas(cidoclavulnico,sulbactamy tazobactam)exhibenestetipodecinticadeinhibicin,aunqueenlas primerasfasessecomportancomoinhibidorescompetitivosdebidoala similitud estructural con las molculas a que se asocian. Estructuralmente losinhibidorespuedenserbetalactmicosonobetalactmicos, determinando,enltimotrmino,elcarctercompetitivoono competitivo respectivamente, de la reaccin (Bush y Sykes, 1983).Hasta el momento slo se han introducido en clnica compuestos deestructuraqumicabetalactmica:cidoclavulnico,sulbactamy tazobactam(figura7).Enlosinhibidoresdeestructurabetalactmicala cintica de inhibicin es de tipo competitivo y la reaccin que se produce entreelenzimayelinhibidores,enesencia,igualalaquetienelugar entreunabetalactamasaycualquiermolculaconestructura betalactmica. 1. Introduccin 13 cido clavulnico Sulbactam Tazobactam Figura 7: Inhibidores de betalactamasas Tanto cido clavulnico como las sulfonas del cido penicilnico, muestranunabajaactividadantibacterianafrentealamayoradelos microorganismos,porloquecomoagentesnicosnosontiles clnicamente.SlosemuestransensiblesacidoclavulnicoLegionella spp.yalgunascepasdeM.catarrhalis,C.jejuni,N.gonorrhoeaeyN. meningitidis. Algunos aislados de Neisseria spp., B. fragilis y Chlamydia trachomatis son sensibles a sulbactam, aunque el hecho ms significativo eslabuenaactividadfrenteaAcinetobacterspp.Tazobactam,en comparacinconlosanteriores,muestramenoractividadintrnseca frenteaenterobacteriasybacilosgramnegativosnofermentadores.N. ONOOHOOHONSOOHOOCH3CH3ONSOOHOOCH3NNNBetalactamasas de espectro extendido 14 gonorrhoeae,N.meningitidis,M.catarrhalisyAcinetobacterspp.son moderadamente sensibles in vitro. Aunque son posibles otras combinaciones, el cido clavulnico se encuentradisponibleasociadoaamoxicilina,sulbactamasociadoa ampicilina y tazobactam a piperacilina. Laresistenciaalasasociacionesdebetalactmicoseinhibidores debetalactamasaspuedeaparecerporalteracionesdelapermeabilidad (Regueraetal.,1991),induccindeenzimastipoOXA(Zhouetal., 1994),oporhiperproduccindebetalactamasascromosmicaso plasmdicasnormalmentesensiblesalainhibicin(Martnezetal., 1989).steltimoeselmecanismoderesistenciamsfrecuente,que suponeunadisminucindelasensibilidaddemicroorganismos previamente sensibles, ya que al aumentar la cantidad de enzima parte de ellasescapanalaaccindelinhibidorehidrolizanelantibitico asociado. La sensibilidad podra ser restaurada incrementando la cantidad de inhibidor. Laasociacinconcidoclavulnicosuponelarecuperacindela actividaddeamoxicilinafrenteamicroorganismosdelasespecies productorasdebetalactamasasylaamplaabacteriasresistentespor produccinnaturaldeenzimas(P.vulgaris,Klebsiellaspp.,P. pseudomallei, Aeromonas spp., B. fragilis, C. jejuni, H. influenzae). La asociacin con sulbactam supone las mismas ventajas que para el casodelcidoclavulnico,perohayquetenerencuentalamenor capacidad de sulbactam para inhibir las betalactamasas tipo TEM y SHV. Porotraparte,frenteaAcinetobacterspp.nicamenteesactivala asociacinampicilina-sulbactam,debidoalamayorafinidaddeste ltimo por PBP-2 (Gales et al., 1996). Laasociacincontazobactamrestablecelaactividaddepiperacilina frente a especies productoras de betalactamasas como E. coli, Klebsiella spp.,M.morganii,P.vulgaris,C.diversus,yeslaasociacin 1. Introduccin 15 betalactmico-inhibidordebetalactamasasmsefectivafrentealgrupo deB. fragilis (Gobernado et al., 1998). Lasindicacionesdelacombinacinamoxicilina-cidoclavulnico incluyenlasinfeccionesdelaparatorespiratorio,tantosuperiorcomo inferior,deltractourinario,infeccionesobstetroginecolgicas, infeccionesdepiel,tejidosblandosyosteoarticulares,infecciones odontgenasyperiodontales.Lasindicacionesdeampicilina-sulbactam sonsimilaresalasanteriores,ademsdelasinfeccionesgravespor Acinetobacter spp. multirresistentes, en las que sta puede ser una de las escasasopcionesteraputicas.Porsuparte,piperacilina-tazobactamest indicadaeneltratamientodeinfeccionespolimicrobianasgraveso producidaspormicroorganismosresistentesaotrosantibiticos: bacteriemias,infeccionesintraabdominales,ginecolgicasyneumonas graves adquiridas en la comunidad, en las que se sospeche la presencia de P. aeruginosa, y en las nosocomiales. Betalactamasas de espectro extendido 16 1.5.Estructuraqumicayactividadclnicadelas cefalosporinas Lascefalosporinassonfrmacoscuyaestructurabsicaest constitudaporelanillo7-aminocefalospornico(figura8),queconsiste enlafusindeunanillodihidrotiacnicoyunanillobetalactmico.La introduccindemodificacionesenlascadenaslateralesdeesteanillo origina las diversas cefalosporinas (figura 9). Figura 8: Anillo 7-aminocefalospornico Cefazolina (1 generacin)Cefuroxima(2 generacin) Cefotaxima (3 generacin)Cefepime (4 generacin) Figura 9: Cefalosporinas representativas de cada grupo COORHHSNOH HR1-NHS SCH3 N -NOH ONSOOHNNNNNO NH2OH ONSOOHNOONO CH3O CH3OH ONSOOHNONNOCH3SNH2O1-ONSOOHNNNOCH3SNH2N+CH31. Introduccin 17 1.5.1. Cefalosporinas de primera generacin Lascefalosporinasdeprimerageneracinsonlasquemantienen unamejoractividadfrenteamicroorganismosgrampositivos,conla excepcindeStaphylococcusaureusresistenteameticilina(SARM),de losneumococosresistentesapenicilinaydelosenterococos,resistentes deformaintrnsecaacefalosporinas.Mantienenunabuenaactividad frentealasenterobacteriasmssensibles(E.coli,K.pneumoniae,P. mirabilis)yfrenteaNeisseriaspp.,includascepasconalteracionesde lasPBPs,peronofrenteaproductorasdebetalactamasas(todasellas resistenenbuenamedidalaaccindelasbetalactamasasdeS.aureus, perosonhidrolizadaseficazmenteporlamayoradebetalactamasasde otrostipos).Tienenunaactividaddemoderadaapobrefrentea anaerobios,siendoactivasprincipalmentefrenteaanaerobios grampositivos, con resistencia generalizada en el grupo de B. fragilis. Actualmente,eldesarrollodenuevosfrmacos,tanto cefalosporinas,comodeotrosgrupos,halimitadobastantesus aplicaciones,demodoquestassereducen,enbuenaparte,aprocesos nocomplicadosdeadquisicinextrahospitalaria,causadospor microorganismos presuntamente sensibles. Se usan fundamentalmente en infeccionesdeltractourinarionocomplicadas,faringoamigdalitisy neumonaneumoccicaadquiridaenlacomunidadenreasconbaja incidencia de resistencia a penicilina, y en infecciones leves a moderadas depielytejidosblandos.Sontambintilesenprofilaxisquirrgica, fundamentalmenteenintervencionestraumatolgicasyenimplantacin deprtesis,enlasquesepretendeevitarsobretodolasinfeccionespor grampositivos. Betalactamasas de espectro extendido 18 1.5.2. Cefalosporinas de segunda generacin Lasegundageneracinmejora,tantoenespectrofrentea bacteriasgramnegativas,comoenactividadintrnseca,respectoalasde primerageneracin,aunqueacostadeunaciertaprdidadeactividad frente a bacterias grampositivas. En este grupo el aumento de espectro y la mayor actividad antimicrobiana, junto con la mayor disponibilidad de frmacos orales, incrementan de forma notable el nmero de procesos en que son potencialmente tiles, tanto en el hospital como, sobretodo, en el mbito extrahospitalario. Sin embargo, son muy pocas las infecciones en quealgunadeestascefalosporinaspuedeserconsideradacomo tratamientodeeleccin.Son,prcticamenteentodosloscasos,una alternativa ms junto con otros frmacos, betalactmicos o no.Graciasasuactividadfrenteamicroorganismosgrampositivos, especialmente estreptococos, y frente a Haemophilus spp., Neisseria spp., yMoraxellaspp.,sonunaalternativaeneltratamientodediversos procesosotorrinolaringolgicos(faringoamigdalitis,otitis,sinusitis), agudizacionesdeorigeninfecciosodepacientesconenfermedad pulmonarobstructivacrnica(EPOC)yotrotipodeinfecciones respiratorias,infeccionesdeltractourinario,gonococia,yenelcasode cefuroxima, meningitis, aunque actualmente haya sido desplazada por las cefalosporinasdetercerageneracinconmejoresresultados.Puedenser tiles,adems,comoprofilaxisquirrgicaencirugacolorrectaly ginecolgica. Lascefamicinas(cefoxitina),dadosuespectro,sonantibiticos adecuadoseninfeccionesmixtaspormicroorganismosaerobiosy anaerobios(infeccionesintraabdominales,enfermedadinflamatoria plvicayotrasinfeccionesginecolgicas,piediabtico,celulitis secundariasalcerasdedecbitoy,engeneral,otrasinfeccionesde 1. Introduccin 19 partes blandas en que se sospeche flora mixta). Sin embargo, no son muy recomendablesenprocesosgraves,enlosquequizseanpreferibles frmacosconmayormargendeseguridadfrenteaanaerobios (asociacionesdebetalactmicoseinhibidoresdebetalactamasas, carbapenemas,metronidazol),yencuadrosdeadquisicinnosocomial, en los que puede ser preferible la administracin de agentes ms activos frenteaenterobacteriasdeformaindividual(carbapenemas)oen asociacin (cefalosporinas de tercera generacin o aminoglucsidos ms un anaerobicida). 1.5.3. Cefalosporinas de tercera generacin Lascefalosporinasdetercerageneracinincrementan notablemente el espectro, la actividad y la resistencia a la hidrlisis por la mayorpartedelasbetalactamasas,eintroducenalgunascaractersticas farmacocinticasinteresantescomoessubuenaccesoallquido cefalorraqudeo.Lascefalosporinasdetercerageneracinsemuestran muy activas frente a todos los cocos y bacilos gramnegativos includos ya enelespectrodelasgeneracionesanteriores(Neisseriaspp.,Moraxella spp., Haemophilus spp., E. coli, Klebsiella spp., Proteus spp.) y amplan suespectroaespeciesdefectuosamentecubiertasporlasgeneraciones previas,comoMorganellaspp.,Providenciaspp.,Serratiaspp.y Citrobacterspp.Semuestranademsactivasfrenteaneumococos moderadamenteresistentesapenicilinayotrosestreptococos,pero pierdenactividadencomparacinconlasgeneracionesprecedentes frenteaestafilococos.Suactividadfrenteaanaerobiosesescasay respecto a P. aeruginosa hay que diferenciar dos grandes grupos: uno sin apenaseficaciafrenteaestaespecie,queincluyemolculascomo cefotaxima,ceftriaxona,ceftizoxima,cefixima,cefpodoximay Betalactamasas de espectro extendido 20 ceftibuteno,yotroconexcelenteactividadantipseudomnicacomo ceftazidimaocefoperazona.Todasellassonineficacesfrentea estafilococosmeticilinresistentesyenterococos,ytienenunaactividad irregularfrenteaAcinetobacterspp.ygnerosprximosalas pseudomonas, como Stenotrophomonas spp. y Burkholderia spp. Cefotaximaesunaaminotiazol-metoxi-iminocefalosporinacon excelenteactividadfrenteaenterobacterias,conlasexcepcionesdelas cepasproductorasdebetalactamasasdeespectroextendido(BLEEs)y aquellasconproduccindesreprimidadecefalosporinasas.Semuestra adems muy activa frente a estreptococos, pero presenta escasa actividad sobre estafilococos y anaerobios. Tiene una hemivida de una hora, lo que permite dosificarla cada seis. No obstante, en el curso de su metabolismo diversas esterasas hepticas actan sobre el grupo acetoxi-metil presente enposicin3,dandolugaradesacetilcefotaxima,conmenoractividad intrnsecaquecefotaxima,peroconactividadsinrgica,potenciandosu accin. Tal circunstancia puede permitir su dosificacin cada 8 horas en infeccionesnograves.Consigueunabuenadistribucinenlostejidosy penetrabienenellquidocefalorraqudeo,demodoque,adosisaltas, lograconcentracionesquelleganasuperarlos40mg/l,ydadasu excelenteactividadfrentealospatgenosmenngeoshabituales,la convierte,juntoconotrascefalosporinasdetercerageneracin,enun frmacodeeleccineneltratamientodelameningitisbacteriana.Su excrecin es fundamentalmente urinaria, eliminndose la mayor parte del frmaco en forma de desacetilcefotaxima.Susefectossecundarios,escasosyhabitualmenteleves,se reducenaloscomunesatodaslascefalosporinas,ascomoala posibilidad,porsuamplioespectro,desobreinfeccionespor microorganismosresistentes,comolevaduras,enterococosoP. aeruginosa,ascomocasosdecolitispseudomembranosa.Estosefectos 1. Introduccin 21 son,porotraparte,comunesatodaslascefalosporinasdetercera generacin. Cefpodoximaestambinunaaminotiazol-metoxi-imino cefalosporina administrada en forma de ster. Se trata de un ster propil-carbonil-oxietil (proxzetilo) en posicin 4, diferencindose de la anterior slamente por su radical metoximetil en posicin 3. Ceftazidimaesunaaminotiazol-carboxi-propil-oxiimino cefalosporina,dotadadeungrupol-piridinioconunamoniocuaternario enposicin3.Estolaconvierteenunamolculadianinica,dondela carga negativa del ncleo cefema es compensada por la carga positiva del grupo piridinio, quedando con una carga neta aninica correspondiente al carboxilo del grupo carboximetil-oxiimino. Ceftazidima es prcticamente inactivafrenteagrampositivosyanaerobios,peroencambioesmuy activafrenteagramnegativos,includosenterobacteriasresistentes,P. aeruginosayespeciesafinesyAcinetobacterspp.,debidoasubaja afinidadporlasbetalactamasasysubajacapacidaddeinduccin.Tiene unahemividaprximaalasdoshoras,quepermitedosificacionescada ocho, y penetra en el lquido cefalorraqudeo. Penetra bien en los tejidos yseexcretafundamentalmenteporvaurinaria.Lascefalosporinasde tercerageneracinantipseudomnicas,sobretodoceftazidima,sonuna alternativaencuadrosenquelaetiologaporPseudomonasspp.sea seguraoprobable,comolasinfeccionesrespiratoriasenpacientescon fibrosis qustica.Lascefalosporinasdetercerageneracinconstituyenunpilar fundamentaldelateraputicaantimicrobiana,sobretodoenelmbito hospitalario,dondetienennumerosasaplicaciones:infecciones respiratorias de adquisicin nosocomial, ITU complicada, infecciones de pielytejidosblandosdeadquisicinnosocomial,infeccionesen inmunodeprimidos,etc.Entodosestoscasos,noobstante,antela proliferacindeinfeccioneshospitalariaspormicroorganismos Betalactamasas de espectro extendido 22 potencialmenteresistentesacefalosporinasdetercerageneracin(cepas productoras desreprimidas de cefalosporinasas, P. aeruginosa y especies afines,cepasproductorasdeBLEEs...),puedeserrecomendableno utilizarlas de forma aislada sino en asociacin con otros frmacos, como aminoglucsidos. Se hallan includos en la mayora de los protocolos de tratamientoempricodelospacientesneutropnicosfebriles, habitualmente con un aminoglucsido.Suempleocorrectofueradelhospitaldeberaser,encambio, limitado,reducindoseenlaprcticaaltratamientodealgunoscuadros especficos(gonococia,chancroblando,enfermedaddeLyme avanzada...) y a la terapia secuencial de cuadros tratados inicialmente en elhospital.Actualmente,suusodesmesuradoestfavoreciendola proliferacin,anivelcomunitario,deimportantesmecanismosde resistencia como las betalactamasas de espectro extendido. 1.5.4 Cefalosporinas de cuarta generacin Sonmolculasbsicamentesemejantesalascefalosporinasde tercera generacin, como cefotaxima, en las que la presencia de un grupo nocargadoenposicin7,ylaintroduccinderadicalesconcarga positiva en posicin 3, que compensan la carga negativa correspondiente algrupocarboxiloenposicin2,dalugaramolculasconunacarga elctricanetanula.staesunaestructuraquemejoranotablementesu penetracin a travs de la pared bacteriana. Enconjunto,setratadecefalosporinasquemejorandeforma notablelaactividaddelasdetercerageneracinfrenteaestafilococos sensiblesameticilina,neumococosyotrosestreptococospatgenos. Algunasdeellassecomercializaroncomoactivasfrenteaenterococos, peroestudiosposterioresnodemostrarondichaactividad(Gutirrezet 1. Introduccin 23 al.,1996).Suactividadsobrelosbacilosgramnegativosproductoresde betalactamasasplasmdicasclsicas(E.coli,P.mirabilis,K. pneumoniae,Salmonellaspp.)essimilaraladelascefalosporinasde tercera generacin, pero frente a especies productoras de cefalosporinasas cromosmicas inducibles o desreprimidas (E. cloacae, S. marcescens, C. freundii) y frente a P. aeruginosa es mejor, con la excepcin, en algunos casos, de ceftazidima.Sonactivas,invitro,frenteaaisladosproductoresdealgunas betalactamasas de espectro extendido. Su actividad frente a anaerobios es limitada. Susprincipalesindicacionesseranlaneumonanosocomial,en especialenreasproblemticas(UCIs,unidadesdequemados, hematologa, etc.), episodios febriles en neutropnicos y cuadros spticos de adquisicin nosocomial, debido a la frecuente multirresistencia de los agentesetiolgicoscuandolasinfeccionessondeadquisicin intrahospitalaria.Tambinpuedenestarindicadaseninfeccionesdel tractourinarionosocomialescomplicadas,infeccionespolimicrobianas de piel y tejidos blandos cuando estn implicados estafilococos sensibles a meticilina y bacilos gramnegativos, y en infecciones intraabdominales, siempre combinados con un agente eficaz frente a anaerobios. Betalactamasas de espectro extendido 24 1.6.Estructuraqumicayactividadclnicadelos antibiticos monobactmicos Losantibiticosmonobactmicossonderivadosdelcido3-aminomonobactmico(3-AMA).Tienenunaestructurabetalactmica sencilla, con una estructura monocclica en la que el anillo betalactmico no est fusionado a otro secundario (figura 10). Figura 10: Anillo monobactmico Elfrmacorepresentativodeestegrupoesaztreonam.stetiene unmecanismodeaccinsimilaraldelrestodelosantibiticos betalactmicos:tienequepasaratravsdelasporinasproteicasdela paredcelularbacteriana,resistiralahidrlisisdelasbetalactamasasdel espacioperiplsmicoyejercersuaccinunindosealasPBPs, principalmenteaPBP-3yaPBP-1a,alasqueinhibe,produciendo directamente la lisis de la bacteria (es un antibitico bactericida). Aztreonamesmuysensiblealahidrlisisporlasbetalactamasas bacterianas,tantolascodificadasporplsmidostipoTEM-1,TEM-2, OXA-2,OXA-3,PSE-1,PSE-3,PSE-4ySHV-1,comoalas determinadasporelcromosoma.Espocoinductordebetalactamasas, includaslasdePseudomonasspp.,loqueesimportantedesdeelpunto de vista de la aparicin de resistencias. NO SO3H HCH3R-NH1. Introduccin 25 Aztreonamtieneunaexcelenteactividad,semejanteosuperiora ladelosaminoglucsidosylascefalosporinasdeterceraycuarta generacin,centrndoseespecficamentesobrebacteriasaerobias gramnegativas. Su espectro de actividad abarca principalmente a E. coli, S.marcescens,Proteusspp.,Salmonellaspp.,Providenciaspp,P. aeruginosa,Neisseriaspp.oH.influenzae.Notieneactividadsobrelas bacterias grampositivas aerobias ni sobre anaerobios, tanto grampositivos como gramnegativos. Laadministracinconjuntadeaztreonamconpenicilinas, cefalosporinas,aminoglucsidos,fosfomicina,clindamicina, eritromicina,vancomicinaometronidazol,hademostradoqueproduce un efecto aditivo o sinrgico. Este sinergismo tiene aplicaciones clnicas paratratarinfeccionesmixtasenlasqueunapartedelos microorganismoscausantesnopuedancubrirseconaztreonam,opara tratamientosempricosiniciales.Tambinhayactividadsinrgicade aztreonamconcefepime,mejorandolaactividaddeestacefalosporina frente a P. aeruginosa al inhibir a las cefalosporinasas extracelulares. No esaconsejableasociaraztreonamconcefoxitinanicarbapenmicos debido a la capacidad de stos para inducir betalactamasas cromosmicas en Pseudomonas spp., Serratia spp., Providencia spp., Enterobacter spp. y algunos Proteus spp. Betalactamasas de espectro extendido 26 1.7.Estructuraqumicayactividadclnicadelos antibiticos carbapenmicos Losantibiticoscarbapenmicos(figura11)sonlosantibiticos betalactmicosquepresentanmayorespectroyactividad.Actancomo otros betalactmicos, unindose covalentemente a las PBPs, inhibiendo la sntesis de la pared celular y activando autolisinas endgenas, con lo cual laclulamuererpidamente.Debidoasubajopesomolecularysu estructurahidroflicadebenpenetrarenlasbacteriasgramnegativasa travs de porinas. Su accin se facilita por la estabilidad frente a un gran nmerodebetalactamasas,tantodemicroorganismosgrampositivos, comodegramnegativos,cromosmicasoplasmdicas,aunqueexisten bacteriascapacesdehidrolizarlos.Sonpotentesinductoresde betalactamasasdetipoCenenterobacteriasyP.aeruginosa,aunque habitualmente no producen desrepresin.Puede aparecer resistencia a estos antibiticos por alteraciones de lapermeabilidad,porexpulsinactiva,pormodificacindePBPsopor inactivacinporbetalactamasas(carbapenemasas).Elprimerodeestos mecanismosapareceenbacteriasgramnegativasporalteracionesenla membrana externa, en P. aeruginosa por disminucin de la porina OprD o hiperproduccin de OprM, que afecta ms a meropenem, en E. cloacae yE.aerogenespormodificacionesenOmpFyOmpDasociadasa hiperproduccindebetalactamasastipoCqueincrementalaCMIde meropenemyenmenormedidalasdeimipenem.Laexpulsinactiva apareceligadaalopernmexA-mexB-oprMqueafectasobretodoa meropenemyaotrosbetalactmicos,tetraciclinas,cloranfenicoly quinolonas,confiriendomultirresistenciaenP.aeruginosa.Las modificacionesdelasPBPssonelprincipalmecanismoderesistenciaa estosantibiticosenbacteriasgrampositivas(S.aureusmeticilin 1. Introduccin 27 resistenteasociadoaPBP-2a,E.faecium,E.faecalisoL. monocytogenes);esunmecanismoraroenbacteriasgramnegativas aunque puede aparecer en P. mirabilis (PBP-2 y PBP-1a), P. aeruginosa yA.baumannii.Sonlosantibiticosbetalactmicosmsestablesala hidrlisis por betalactamasas, siendo resistentes a la accin de la mayora de estas enzimas. Imipenem Meropenem Ertapenem Figura 11: Principales antibiticos carbapenmicos Poseen un espectro de actividad muy amplio. In vitro son activos frenteabacteriasgrampositivas(S.aureus,estafilococoscoagulasa negativos,S.agalactiae,S.pyogenes,S.pneumoniae,E.faecalis,L. monocytogenes,Corynebacteriumspp.,Erysipelothrixrhusiopathiae, Bacillusspp.),frenteabacteriasgramnegativas(Neisseriaspp., Moraxellaspp.,enterobacterias,P.aeruginosa,Acinetobacterspp., Haemophilusspp.,Brucellaspp.,Campylobacterspp.,Helycobacter pylori, L. pneumophila) y bacterias anaerobias. Debenemplearseeninfeccionesgravesynosocomiales, sobretodosihayposibilidaddequeestnproducidasporbacterias multirresistentesopolimicrobianas.Nosonantibiticosdeeleccinen infeccioneslevesnienprofilaxisquirrgica.Puedenusarsecomo tratamiento emprico en pacientes neutropnicos febriles, siendo ms ltil meropenemenmonoterapiaporsumayoractividadfrenteaP. aeruginosa,enbacteriemiasysepticemiasdeorigendesconocido,en infecciones intraabdominales, en neumonas nosocomiales, en meningitis (slo cuando se sopeche la presencia de bacilos gramnegativos resistentes NSOOOHOHHCH3HCH3N CH3CH3NHONHNNHSOOOHOHHCH3NSOCOO-OHHCH3HCH3NHCO2NaNH2OBetalactamasas de espectro extendido 28 a otros antibiticos), en infecciones de tejidos blandos y osteoarticulares, eninfeccionesgravesycomplicadasdeltractourinario.Son especialmentetileseninfeccionesporAcinetobacterspp.,como endocardititis o neumona.Laasociacindeimipenemconaminoglucsidospresenta diversosgradosdesinergismosobreenterobacterias,P.aeruginosa, Acinetobacterspp.,enterococos,L.monocytogenesoS.aureus.Seha descritosinergismoentreestecarbapenmicoyciprofloxacinoen Enterobacterspp.,yP.aeruginosa.Imipenemasociadocon cefalosporinaspuedeactuarsinrgicamentesobreS.aureusresistentea meticilinaydelamismamanerasepuedecomportarconvancomicina. TambinsehademostradosinergiaconamikacinaenMycobacterium tuberculosis y E. faecalis.Laasociacindeimipenemcontetraciclinasyeritromicinaes antagnica.Lomismoocurrecuandoseasociaconotrosbetalactmicos frenteaP.aeruginosa,S.marcescens,K.pneumoniaeyM.morganii, probablementeporexistirunapotenteinduccindebetalactamasaspor partedeimipenem.Porellonoesrecomendablecombinarloconotros betalactmicos, ya que la induccin de betalactamasas puede disminuir la eficacia de cefalosporinas y penicilinas. Meropenempresentaunaaccinsinrgicaconteicoplanina, vancomicina y piperacilina frente a S. aureus resistente a meticilina. Con vancomicina, y especialmente con teicoplanina, puede ser sinrgico sobre S.aureusyestafilococoscoagulasanegativossensiblesyresistentesa meticilina.SuasociacinconampicilinaocefazolinafrenteaS.aureus resistenteameticilinareducelasCMIsdelosotrosbetalactmicos.La asociacindemeropenem,teicoplaninaygentamicinatieneunfuerte sinergismofrenteaenterococoscongradosmoderadosyaltosde resistencia a gentamicina. 1. Introduccin 29 1.8.Inactivacinenzimticadelosantibiticos betalactmicos por betalactamasas Lasbetalactamasassonenzimasquehidrolizanelenlaceamida delanillobetalactmicodepenicilinas,cefalosporinasyotros betalactmicos,perdiendocapacidaddeuninalasPBPs,ydandoas lugar a compuestos sin actividad antibacteriana. Desdeunpuntodevistaclnicoesesencialconocerlaidentidad del microorganismo que produce la betalactamasa, la localizacin del gen productordelenzima(plsmidoocromosoma),elcarcterinducibleo constitutivodesuexpresinyelfenotipoderesistenciaquedetermina (capacidadquetienenparahidrolizarlosdiferentessubstratos betalactmicosylamayoromenorinhibicindelaquesonobjetopor partedelosinhibidoresdebetalactamasas).Estascaractersticas,as comoelpuntoisoelctricoyelpesomolecular,sehanempleadoenla clasificacindelasdiferentesbetalactamasas.Tambinesnecesario conocerlasecuenciadeaminocidos,sobretodoladesucentroactivo. Segnsteexistencuatroclasesdeenzimas:A,B,C,yD(Ambler, 1980). Las enzimas de clase A, C y D poseen serina en su centro activo, que reacciona con el anillo betalactmico, abrindolo irreversiblemente e inactivandoelantibitico;mientrasquelasenzimasdeclaseBposeen Zincensucentroactivo(metalobetalactamasas),quereaccionaconel grupocarbonildelenlaceamidadelbetalactmicoinactivndolo (Samaha-Kfoury y Araj, 2003). Enlaactualidadlasbetalactamasasseclasificansegnla propuestadeBush,JacobyyMedeiros(Bushetal.,1995)queunifican criterios de clasificaciones anteriores (tabla 2). Betalactamasas de espectro extendido 30 Tabla 2: Clasificacin de las betalactamasas (modificada de Bush et al., 1995) GrupoClaseSubstrato preferido Inhibi- do por cido clavul-nico Inhibi-do por EDTA GenesEnzimas Microorganis-mo 1CCefalosporinas-- Crom Plas Amp C MIR-1, MOX-1, FOX-1 Enterobacterias P. aeruginosa E. coli K. pneumoniae 2aAPenicilinas+-Crom / PlasS. aureus (A, B, C, D) S. aureus 2bA Penicilinas Cefalosporinas 1 +-Plas TEM-1, TEM-2, SHV-1 Enterobacterias H. influenzae N. gonorrhoeae P. aeruginosa 2beA Penicilinas Cefalosporinas 1 a 3 Monobactmicos +- Plas Crom TEM 3-29, 43, 44, 50, 51, 52 SHV-2 a 10, 12 SHV-1 K1 K. oxytoca Enterobacterias P. aeruginosa K. pneumoniae K. oxytoca 2brA Penicilinas Inhibidores betalactamasas + / --PlasTEM-30 a 42, 45Enterobacterias 2cA Penicilinas Carbenicilina +-PlasPSE-1, 3, 4 Enterobacterias P. aeruginosa 2dD Penicilinas Cloxacilina + / --PlasOXA-1 a 10 Enterobacterias P. aeruginosa 2deD Penicilinas Cloxacilina Cefalosporinas 1 a 3 + / --PlasOXA 11 a 21 P. aeruginosa 2eACefalosporinas 1 a 3+-CromCefuroximasaP. vulgaris 2fA Penicilinas Cefalosporinas 1 a 3 Carbapenemas +-Crom NMC-A Sme-1 IMI-1 E. cloacae S. marcescens 3B Penicilinas Cefalosporinas 1 a 3 Carbapenemas -+ Crom Crom / Plas Plas L-1 CcrA IMP-1 S. maltophilia B. fragilis Enterobacterias P. aeruginosa 4Penicilinas-? Crom Plas Nd SAR-2 B. cepacia E. coli 1. Introduccin 31 A continuacin se exponen las caractersticas ms importantes de los distintos grupos de betalactamasas. Grupo 1: Segn su secuencia de aminocidos pertenecen a la clase C. Hidrolizan cefalosporinas. Presentan un residuo de serina en el centro activo. No se inhiben por cido clavulnico. Incluye: Betalactamasas cromosmicas inducibles (AmpC) de Enterobacter spp., Citrobacter spp., Serratia spp., Morganella spp., y P. aeruginosa. Betalactamasas cromosmicas constitutivas (AmpC) de E. coli. Betalactamasas plasmdicas (MIR-1, MOX-1, FOX-1) de P. aeruginosa, E. coli y K. pneumoniae, que son el resultado de la incorporacin de genes cromosmicos (ampC) en plsmidos. Grupo 2: Segn su secuencia de aminocidos pertenecen a las clases A o D. Todas presentan un residuo de serina en el centro activo. Se inhiben por cido clavulnico. Incluye: Penicilinasas cromosmicas y plasmdicas de bacterias grampositivas (Staphylococcus spp., Bacillus spp., Streptomyces spp., Enterococcus spp.). Betalactamasas plasmdicas clsicas (TEM-1, TEM-2, SHV-1) de Enterobacteriaceae. Betalactamasas de espectro extendido 32 Betalactamasas plasmdicas de espectro extendido u oxiiminobetalactamasas de Enterobacteriaceae (por modificacin del centro activo de TEM-1, TEM-2 y SHV-1). Betalactamasas derivadas de TEM que confieren resistencia a los inhibidores de betalactamasas o enzimas IRT de Enterobacteriaceae. Betalactamasas cromosmicas constitutivas de K. pneumoniae (SHV-1) y K. oxytoca (K1). Betalactamasas cromosmicas inducibles de P. vulgaris (o cefuroximasa). Oxacilinasas clsicas plasmdicas de P. aeruginosa. Oxacilinasas de espectro extendido plasmdicas de P. aeruginosa y Acinetobacter spp. (por cambios en el centro activo de OXA 1 a 10). Carbapenemasas cromosmicas de E. cloacae, S. marcescens y P. aeruginosa. Grupo 3: Segn su secuencia de aminocidos y la presencia de Zinc pertenecen a la clase B (metalobetalactamasas). Hidrolizan penicilinas, cefalosporinas y carbapenemas. No se inhiben por cido clavulnico. Incluye: Betalactamasas cromosmicas de S. maltophilia. BetalactamasasplasmdicasIMPdeP.aeruginosa,S. marcescens y K. pneumoniae. Grupo4:Sonpenicilinasasnoinhibidasporcidoclavulnicoy cuya caracterizacin molecular final est an por realizar. 1. Introduccin 33 1.8.1. Betalactamasas cromosmicas Casitodaslasbacteriasgramnegativassintetizanuna betalactamasacromosmica,generalmenteenmuypocacantidad,no confiriendoresistencia.Algunasdeellas,comoE.coli,pueden incrementardeformaconstitutivalasntesisdeestaenzima,AmpC,y, segnsugradodeexpresin,sepuedeproducirresistenciaatodaslas penicilinas,cefalosporinasdeprimeraysegundageneracin(includa cefoxitina), algunas de tercera generacin como ceftazidima y prdida de sensibilidadalasasociacionesconinhibidoresdebetalactamasas, mientras que permanecen sensibles cefalosporinas de cuarta generacin y carbapenemas (Livermore, 1995). LaexpresindelabetalactamasacromosmicaAmpCenotras enterobacteriascomoEnterobacterspp.,Citrobacterspp.,Serratiaspp., Morganellaspp.yP.aeruginosaes,sinembargo,decarcterinducible (Sanders,1987).Esteprocesodeinduccinporelcualseincrementala sntesis de la enzima cuando la bacteria est en presencia del antibitico inductoresunfenmenoreversiblequedesaparececuandostenoest presente(BennettyChopra,1993).Enesteltimogrupode microorganismos,adems,sepuedenproducirfenmenosde desrepresin,quetambinincrementanlacantidaddebetalactamasa.A diferenciadelainduccin,ladesrepresinesunfenmenoirreversible, que no desaparece cuando la bacteria no est en presencia del antibitico selector,sinoqueseseleccionanmutantesestablementedesreprimidos que sintetizan gran cantidad de enzima. Este proceso genera resistencia a lascarboxi,acilaminoyureidopenicilinasyalascefalosporinasde tercera generacin (Livermore, 1995).Lascefalosporinasdetercerageneracinsonbuenosantibiticos selectores,peromalosinductores,delaproduccindebetalactamasas. Betalactamasas de espectro extendido 34 Porelcontrario,carbapenmicos,cefamicinaseinhibidoresde betalactamasasposeenunfuertecarcterinductorybajacapacidadde seleccin de mutantes establemente desreprimidos. Desdeunpuntodevistaclnicoelfenmenodeladesrepresin puede suponer un fracaso teraputico, que puede desarrollarse durante el tratamientoconbetalactmicos(Livermore,1987).Enalgunos hospitales,msdel30%delosaislamientosdeEnterobacterspp.yP. aeruginosa pueden hiperproducir la betalactamasa AmpC. Por ello, en el tratamientodelasinfeccionesproducidaspormicroorganismoscon betalactamasascromosmicasinduciblesserecurrealaadministracin deantibiticosbetalactmicospocoselectorescomocarbapenemaso cefalosporinasdecuartageneracin,quepresentanmenortasade hidrlisisporestasenzimas,yunbajocarcterselector,oala administracinsimultneadeunantibiticobetalactmicoconun aminoglucsido.El carcter inducible de estas enzimas es fcilmente detectable en losantibiogramasrealizadosmediantelatcnicadedifusin:cuandose disponenlosdiscosdecefoxitinaoimipenemprximosalosdelas cefalosporinasdeterceraocuartageneracinpuedeobservarseun antagonismoentreambosantibiticos,resultadodelainduccinenla produccindebetalactamasasqueejercenlosprimeros(Navarroetal., 2002). Sinembargo,ambosprocesossoncomplejosyrequierenla presenciadelbetalactmicoyde,almenos,cincogenesenlabacteria: ampC,ampR,ampD,ampGyampE(Sanders,1987).Elmecanismode induccindelabetalactamasaAmpCdependedelgenampRqueacta comoactivadorduranteelprocesodeinduccinycomorepresoren condiciones normales. Los genes ampG y ampE determinan la formacin de protenas de membrana (AmpG y AmpE, respectivamente) y ampD da lugaraunaprotenasoluble(AmpD)queseliberaenelcitoplasma, 1. Introduccin 35 dondefavoreceelrecicladodelaparedcelularylasntesisdel peptidoglucanoapartirdelosproductosdedegradacindelapared.En presenciadeunantibiticobetalactmicoinductor,AmpGactacomo permeasayfacilitalaentradaenelcitoplasmadelosproductosde degradacindelpeptidoglucanoqueseestnproduciendocomo consecuenciadelprocesodeactuacindelantibiticobetalactmico. EstosproductosparticipanenlaconversindeampRderepresora activador de ampC. En ausencia del betalactmico inductor no se liberan grandescantidadesdeproductosdedegradacindelpeptidoglucano, circunstanciaqueimpidefinalmentelaactivacindeAmpR.La participacindeAmpEentodoesteprocesonoestclaramente demostrada.Porsuparte,losmutantesestablementedesreprimidosno expresanelgenampD,porloquetodoproductodedegradacindel peptidoglucanoqueseproduceactacomoactivadordeampR, liberndose siempre gran cantidad de betalactamasa AmpC. Comosehaindicadoconanterioridad,AmpCdeE.colise expresa de forma constitutiva. Esta peculiaridad se debe a la ausencia de ampR en la dotacin gentica, por lo que tampoco se produce activacin en presencia de antibiticos inductores.EnningncasolaenzimacromosmicaAmpCessensibleala accin de los inhibidores clsicos de betalactamasas. Por el contrario, las betalactamasasdeKlebsiellaspp.yP.vulgarissonsensiblesalcido clavulnicoyotrosinhibidoresdebetalactamasascomosulbactamy tazobactam (Livermore, 1995). Las primeras, representadas por LEN-1 o SHV-1enK.pneumoniaeoK1enK.oxytoca,seexpresandeforma constitutiva;sinembargo, la betalactamasa cromosmica de P. vulgaris, cefuroximasa,esdecarcterinducibley,aligualqueAmpCdeE. cloacaeoP.aeruginosa,peroconmenorfrecuencia,sepueden seleccionar durante el tratamiento mutantes que hiperproducen la enzima. Betalactamasas de espectro extendido 36 Ademsdeestasbetalactamasascromosmicasexistenotrasde claseB,metaloenzimas,conunperfilhidrolticomuyamplio,que afectanapenicilinas,cefalosporinasycarbapenemasynosoninhibidas porcidoclavulnico.Recibenelsobrenombredecarbapenemasas (Livermoreetal.,1995).Algunasseproducenenmicroorganismos multirresistentesconsideradoscomopatgenosdeinterscreciente:S. maltophilia (enzima L1), Flavobacterium adoratum y B. cepacia. 1.8.2. Betalactamasas plasmdicas Lasprimerasbetalactamasasplasmdicasquesedescribieron fueron las encontradas en S. aureus poco tiempo despus de introducirse la penicilina en la teraputica clnica. En Espaa, como en la mayora de lospases,msdel90%delosaisladosclnicosdeS.aureusproducen penicilinasas(Livermore,1995).Porelmomento,estasenzimassonel nicoejemplo,entrebacteriasgrampositivas,debetalactamasas plasmdicas inducibles (Bonfiglio y Livermore, 1994). No se han descrito betalactamasas en Streptococcus spp. y slo se han identificado, fuera de nuestro pas, unas pocas cepas de Enterococcus spp. capaces de sintetizar estas enzimas (Murray, 1992). Enlasbacteriasgramnegativaslasbetalactamasasplasmdicas estnampliamentedifundidas,aunquesuincidenciadependedela especie.TEM-1eslaenzimamsconocidayestpresenteenmsdel 40%delosaislamientosdeE.coliydeN.gonorrhoeaeyenmsdel 30% de los aislamientos de H. influenzae (Livermore, 1995). Adems, en Espaa,cercadel90%delosaislamientosdeM.catarrhalisproducen unabetalactamasaplasmdica,BRO-1.Ningunadeestasbetalactamasas es inducible y su hiperproduccin se debe a la presencia de los genes bla en plsmidos multicopia. Con el incremento de la cantidad de enzima se 1. Introduccin 37 produceresistenciaalosinhibidoresdebetalactamasasyalas cefalosporinas de primera generacin (Livermore, 1995). Otrasenzimasplasmdicasampliamentedifundidassonlas oxacilinasas.SonenzimasdeclaseDconunperfilhidrolticocomn muyparecidoalasTEM,peroadiferenciadestashidrolizan fuertemente a cloxacilina y se inhiben pobremente con los inhibidores de betalactamasas(Livermore,1995).OXA-1eslamsprevalenteyaque, segnalgunosestudios,hastael10%delosaislamientosdeE.coli puedenproducirla(Wiedemannetal.,1989).Suhiperproduccinafecta deformacaractersticaalascefalosporinasdecuartageneracin,sin modificar apenas los valores de CMI de las de tercera generacin. Otras enzimas como OXA-10 son ms prevalentes en P. aeruginosa. LasbetalactamasastipoAmpCmediadasporplsmidos(MIR-1, MOX-1, FOX-1, CMY-1...) son el resultado de la incorporacin de genes cromosmicosenplsmidos.Estohadadolugarabetalactamasas plasmdicasconunperfildesubstratosimilaralaenzimadelaque proceden,conunaexcepcin,nosoninducibles.Lasalvedadesla enzimaACT-1,lanicabetalactamasaplasmdicainducibleentre bacterias gramnegativas (Bradford et al., 1997). Lapresinejercidaporelusodelascefalosporinasdetercera generacinhadeterminadoquealgunasenzimasplasmdicasclsicas TEM-1,TEM-2ySHV-1,modifiquen,pormutacin,sucentroactivo. Conellosemodificatambinelperfildesubstratoyseproducela hidrlisis de los betalactmicos de amplio espectro, las cefalosporinas de tercerageneracin,losmonobactmicosy,enmenormedida,las cefalosporinasdecuartageneracin.Sinembargo,conservanla sensibilidadacefamicinas (cefoxitina), carbapenmicos e inhibidores de betalactamasas.Lasenzimasresultantesdeesteprocesoadaptativo, llamadasbetalactamasasdeespectroextendido(BLEEs)surgieronen Alemania en el ao 1983 y en Espaa en 1988.Betalactamasas de espectro extendido 38 1.9. Betalactamasas de espectro extendido (BLEEs) 1.9.1. Introduccin e historia Laprimerabetalactamasaquesedescribienunabacteria, concretamenteenE.coli,lofueinclusoantesdequeelprimer betalactmico, la penicilina, fuese usado en la prctica mdica (Abraham yChain,1940).Laprimerabetalactamasacodificadaporplsmidosen microorganismosgramnegativos,laenzimaTEM-1,fuedescritaa principiosdeladcadadelos60(DattayKontomichalon,1965).Fue encontrada en un aislamiento de E. coli procedente de un hemocultivo de una paciente llamada Temoniera en Grecia, de ah la designacin de la enzimacomoTEM.Elhechodequeestaenzimaestmediadapor plsmidosytransposoneshafacilitadoelpasodelamismaaotras especiesbacterianas.As,aosdespusdeesteprimeraislamiento,la betalactamasaTEM-1puedeencontrarseenmltiplesespeciesdela familiadelasEnterobacteriaceae,P.aeruginosa,H.influenzaeyN. gonorrhoeae.OtrabetalactamasacomnmenteencontradaenK.pneumoniaey E.coliesSHV-1(desulphydrylvariable).LabetalactamasaSHV-1 est codificada por el cromosoma en la mayora de los aislamientos de K. pneumoniae, pero usualmente es de origen plasmdico en E. coli. Enlosltimos20aossehanincorporadonuevosantibiticos betalactmicosconlafinalidaddeserresistentesalahidrlisisporlas betalactamasas.Sinembargo,concadanuevoantibiticoqueseha venidousandoparalostratamientosdelospacientes,nuevas betalactamasashanaparecidocausandoresistenciaaestegrupode frmacos: Tan pronto como un nuevo antibitico es introducido para el usoclnico,esidentificadaunabetalactamasaconlacapacidadde 1. Introduccin 39 destruirestaactividad.(Bush,1989).Presumiblementelapresin selectivadelusodenuevosantibiticoseneltratamientodelas infeccioneshaseleccionadonuevasvariantesdebetalactamasas.Unade estasnuevasclaseshansidolasoxiimino-cefalosporinas,quedesdela dcada de los 80 comenzaron a extender su uso para el tratamiento de las infecciones graves por bacterias gramnegativas. Laprimeradescripcindeunabetalactamasaplasmdicaconun perfilderesistenciaacefalosporinasdetercerageneracinysensiblesa cefoxitinaserealizenEuropa,enAlemania(Knotheetal.,1983).El anlisisdeestascepasdemostrconposterioridadquelaresistenciaera debidaalaproduccindeunabetalactamasaplasmdicatransferible derivadadeSHV-1yquesedenominSHV-2(Kliebeetal.,1985).El incremento de espectro que generaba este descubrimiento, especialmente frentealasoxiimino-cefalosporinas,hizoqueselasdenominara betalactamasasdeespectroampliado,porhidrolizarunrangode betalactmicos ms amplio que las enzimas plasmdicas TEM-1, TEM-2 ySHV-1.Hoyselasdenominaconmayorpropiedadbetalactamasasde espectroextendidooBLEEs(Philipponetal.,1989).Haydescritas diferentesBLEEs,portodoelmundo,endiferentesespeciesde Enterobacteriaceae y P. aeruginosa. LasBLEEsestncodificadasporplsmidos(JacobyySutton, 1991).LamayorpartedeellaspertenecenalaclasemolecularA,ysus caractersticasprincipalessonposeerelaminocidoserinaensucentro activo,tenerunpesomolecularde29kDyllevaracabolahidrlisis preferentementedepenicilinas(Medeirosetal.,1988).Utilizandoel esquema propuesto por Bush, Jacoby y Medeiros (Bush et al., 1995) las BLEEssondefinidascomobetalactamasascapacesdehidrolizar oxiimino-cefalosporinas,soninhibidasporcidoclavulnicoyquedan includas en el grupo funcional 2be de esta clasificacin (tabla 2). Betalactamasas de espectro extendido 40 1.9.2. Tipos de BLEEs Muchasdelasbetalactamasasdeespectroextendidoderivande lasenzimasTEMoSHV,aunquenotodas.Mutacionespuntualesenel genquelascodificaincrementanelespectrofenotpico.LasBLEEsse encuentran fundamentalmente en E. coli y K. pneumoniae, sin embargo, tambinsehandescritoenotrosgnerosdeEnterobacteriaceaeyP. aeruginosa. 1.9.2.1. Betalactamasas tipo TEM LaexpresindeunabetalactamasatipoTEM-1eselmecanismo mscomnderesistenciaalosbetalactmicosentrelasbacterias gramnegativas(DuBoisetal.,1995).Porencimadel90%dela resistencia a ampicilina en E. coli es debida a la produccin de una TEM-1(Sanders,1987).Estemecanismoderesistenciahasidohabitualmente descritoentreEnterobacteriaceae,peronoestconfinadosloaeste grupo de bacterias. El gen responsable se localiza en un transposn cuya transposicinhacequeestegentambinsehayadescritoenotras especies bacterianas como H. influenzae, Vibrio spp. y N. gonorrhoeae.TEM-2,laprimeraenzimaderivadadeTEM-1,presentauna nica sustitucin, la de glutamina en la posicin 39 a lisina respecto a la secuenciadeTEM-1(Barthlmyetal.,1985).Estogenerauncambio del punto isoelctrico (pI) de 5,4 de TEM-1 a 5,6 en TEM-2, pero no se modifica el perfil de substrato. La prevalencia de TEM-2 entre plsmidos en enterobacterias resistentes a betalactmicos no supera el 4%. TEM-3, originalmentedescritaen1988,fuelaprimerabetalactamasatipoTEM que mostr un fenotipo propio de una BLEE (Sougakoff et al., 1988). 1. Introduccin 41 PheTEM-4TEM-9TEM-25TEM-48TEM-49TEM-53TEM-63ValTEM-42LEU21GLN39ALA42LEU51ProTEM-60GLY92GLU104HIS153ARG164MET182GLY218ALA237GLY238GLU240ARG244THR265SER268AspTEM-57TEM-66ArgTEM-21TEM-56GluTEM-55GlyTEM-49LysTEM-2TEM-3TEM-7TEM-8TEM-11TEM-13TEM-16TEM-18TEM-21TEM-22TEM-42TEM-46TEM-56TEM-60TEM-61TEM-66TEM-72LysTEM-3TEM-4TEM-6TEM-8TEM-9TEM-14TEM-15TEM-16TEM-17TEM-18TEM-21LysTEM-22TEM-24TEM-26TEM-43TEM-46TEM-50TEM-52TEM-56TEM-60TEM-63TEM-66SerTEM-5TEM-7TEM-8TEM-9TEM-10TEM-12TEM-22TEM-25TEM-26TEM-46TEM-53TEM-60TEM-63HisTEM-6TEM-11TEM-16TEM-27TEM-28TEM-29TEM-43TEM-61ThrTEM-20TEM-43TEM-52TEM-63TEM-72TEM-1ThrTEM-5TEM-24LysTEM-5TEM-10TEM-24TEM-27TEM-28TEM-42TEM-46TEM-47TEM-48TEM-49TEM-61TEM-68TEM-72MetTEM-4TEM-9TEM-13TEM-25TEM-27TEM-42TEM-47TEM-48TEM-49TEM-68SerTEM-3TEM-4TEM-8TEM-14TEM-15TEM-18TEM-19TEM-20TEM-21TEM-22TEM-25TEM-42TEM-47TEM-48TEM-49TEM-52LeuTEM-54SerTEM-58 Figura 12: Sustituciones de aminocidos en la secuencia de TEM-1 dando lugar a las diferentes TEM-BLEE (Bradford, 2001) Comosemuestraenlafigura12lassustitucionesenlos aminocidos que ocurren en la secuencia de la enzima TEM se producen enunnmerolimitadodeposiciones.Lacombinacindeestoscambios de aminocidos produce la aparicin de los fenotipos BLEEs, tales como lacapacidaddehidrolizaroxiimino-cefalosporinascomoceftazidimay cefotaxima, o un cambio en el punto isoelctrico, que va desde 5,2 a 6,5 (tabla 8, ver ms adelante). Algunos de estos cambios son especialmente importantesalahoradegenerarunfenotipoBLEE.Porejemplo,la sustitucin de glutamato por lisina en la posicin 104 de TEM-1 (TEM-17), arginina por serina en la posicin 164 de TEM-1 (TEM-12) o glicina por serina en la posicin 238 de TEM-1 (TEM-19). TEM-12esunaenzimaquemuestraCMIsmselevadaspara ceftazidimaqueparacefotaxima.Lamismasustitucinperoenla secuenciadeTEM-2dalugaraTEM-7,quetienelasmismas Betalactamasas de espectro extendido 42 propiedades que TEM-12. El incremento de la capacidad para hidrolizar oxiimino-cefalosporinasnoesdebidaalaadquisicindeserinaenesta posicinsinoalaprdidadearginina.Lasustitucindelaarginina164 porhistidinaenTEM-2dalugaraTEM-11,quetienelasmismas propiedades (Du Bois et al., 1995). Esta sustitucin en la posicin 164 de arginina por otro aminocido slo se da en las enzimas TEM, no aparece enlasenzimasSHV.Lasustitucinenlaposicin104delcido glutmicoalisina(TEM-17)notieneefectossobrelaCMIde ceftazidimaperoincrementalaCMIdecefotaxima.Lapresenciadelas dosmutacionesdescritasenlasposiciones104y164(TEM-26) incrementa la CMI de ceftazidima mucho ms que cualquiera de ellas por separado,sinembargolaCMIparacefotaximaenTEM-26eslamisma que en TEM-17. Lapresinejercidaporelusodelascefalosporinashacequese vayanseleccionandonuevasenzimascomoconsecuenciadesegundas, terceras...mutacionesenlasecuenciadeaminocidos,paraircreando enzimas cada vez ms eficaces en la hidrlisis de las cefalosporinas. As porejemplo,latransicindeTEM-26aTEM-9seproduceporuna terceramutacinenlaposicin265detreoninaametionina, incrementandolaCMIdecefotaximaenunaenzimaconunaCMIde ceftazidima ya de por s elevada. Pero adems pueden existir mutaciones en determinados lugares que no afectan para nada el perfil de substratos de la enzima. Estas son mutaciones en puntos alejados del centro activo. Aslasustitucindecidoglutmicoalisinaenlaposicin39ode treonina a metionina en la posicin 261 en las enzimas TEM, no afecta la CMI para las oxiimino-cefalosporinas. AunquelasbetalactamasastipoTEMhansidoencontradas sobretodo en E. coli y K. pneumoniae, tambin han sido halladas en otras especiesdebacteriasgramnegativasconelevadafrecuencia. BetalactamasasdeespectroextendidotipoTEMhansidodescritasen 1. Introduccin 43 gneros de la familia Enterobacteriaceae como E. aerogenes (Dumarche etal.,2002),M.morganii(Perillietal.,2000),P.mirabilis(Bonnetet al.,1999),P.rettgeri(Marchandinetal.,1999)ySalmonellaspp. (Morosinietal.,1995).Msan,BLEEstipoTEMtambinhansido descritasenotrasbacteriasgramnegativasnoenterobacterias;aspor ejemplo,TEM-42fuedescritaenunaislamientodeP.aeruginosa (Mugnier et al., 1996) y tambin se ha descrito una betalactamasa TEM-17expresadaporunplsmidoenunhemocultivodeCapnocytophaga ochracea (Rosenan et al., 2000). 1.9.2.2. Betalactamasas tipo SHV LabetalactamasaSHV-1generalmenteseencuentraenK. pneumoniae,siendoresponsabledemsdel20%delaresistenciaa ampicilinamediadaporplsmidosenestaespecie(Tzouvelekisy Bonomo, 1999). Sin embargo, en muchas cepas de K. pneumoniae el gen blaSHVseencuentraintegradoenelcromosomabacteriano(Livermore, 1995). El gen que codifica SHV-1 comparte un 65% de identidad con el de TEM-1 (Huletsky et al., 1990). No est claro por qu TEM-1 es ms prevalentequeSHV-1,conun80%deplsmidosquecodifican resistencia a betalactmicos en enterobacterias frente a un 5% para SHV-1(DuBoisetal.,1995),posiblementesedebaaqueeltransposnque contiene a TEM-1 es ms mvil. Betalactamasas de espectro extendido 44 PheSHV-7SHV-14SHV-18 SerSHV-7SHV-14ILE8LEU35ARG43LEU122MET129SER130ASN158LEU173ASP179ALA187ARG205GLY238GLU240 PheSHV-21 GlySHV-10GlnSHV-2aSHV-11SHV-12SHV-13SHV-25 ValSHV-25 LysSHV-22 PheSHV-19SHV-20SHV-1 ThrSHV-26 LeuSHV-53SHV-4 SerSHV-2SHV-2aSHV-3SHV-4SHV-5SHV-7SHV-10SHV-12SHV-20SHV-21SHV-22 AlaSHV-13SHV-18 LysSHV-4SHV-5SHV-7SHV-10SHV-12SHV-18SHV-22 AlaSHV-6 AsnSHV-8 GlySHV-24Figura 13: Sustituciones de aminocidos en la secuencia de SHV-1 dando lugar a las diferentes SHV-BLEE (Bradford, 2001) AlcontrarioquelasbetalactamasastipoTEM,existen relativamentepocasbetalactamasasderivadasdeSHV-1(figura13y tabla6,vermsadelante).LamayorpartedelasvariantesSHVposeen un fenotipo BLEE que est generado por la sustitucin de un aminocido serinaenlugardeglicinaenlaposicin238desusecuencia.Esta mutacin est asociada con un gran incremento de la CMI de cefotaxima y un incremento moderado en la CMI de ceftazidima respecto a las CMIs deSHV-1paraestosmismosantibiticos.SHV-3poseeunasustitucin de arginina a leucina en la posicin 205, y eso no incrementa las CMIs de cefotaxima ni ceftazidima. SHV-5 y todas las variantes derivadas de sta poseen una sustitucin de lisina en lugar de glutamato en la posicin 240.Elresiduodeserinaenlaposicin238esfundamentalparauna hidrlisis eficaz de ceftazidima, y el residuo de lisina en la posicin 240 para la hidrlisis eficaz de cefotaxima (Huletsky et al., 1993). Cuando la enzimaSHV-5tieneunasustitucinadicionaldelaminocidoarginina porleucinaenlaposicin205tieneunfuerteincrementoenlaCMIde cefotaxima y ceftazidima. 1. Introduccin 45 En conclusin, cuando hay un nico cambio en la posicin 238 de glicina a serina se incrementa mucho la resistencia a cefotaxima y menos aceftazidima.Uncambioenlaposicin205noalteraelperfilde resistencia de una SHV, sin embargo, la misma sustitucin en la posicin 205juntoconuncambioen la posicin 240 incrementa la capacidad de laenzimaparahidrolizarcefotaximayceftazidimayaumentan considerablemente los niveles de resistencia a estos antibiticos (Du Bois et al., 1995).HoydalamayorpartedelasenzimasSHVposeenunfenotipo deBLEE.Sinembargo,unavariante,SHV-10,tieneunfenotipode betalactamasaresistenteainhibidoresdebetalactamasas(IRT).Esta enzima,derivadadeSHV-5,contieneunasustitucinadicionalenla posicin 130, glicina en lugar de serina (Primarakis et al., 1997). LamayorpartedeBLEEstipoSHVsehanencontradoen aislados de K. pneumoniae (Tzouvelekis y Bonomo, 1999), sin embargo, tambinsehanvistoenC.koseri(anteriormentedenominadoC. diversus) (El Harrif-Heraud et al., 1997), E. coli (Rasheed et al., 1997) y P. aeruginosa (Naas et al., 1999). 1.9.2.3.Betalactamasasresistentesainhibidoresde betalactamasas (inhibitor-resistant betalactamases oIRT) AunquelasIRTnosonpropiamentedichasBLEEs,tambin derivan de las enzimas clsicas TEM y SHV. En los primeros aos de la dcada de los 90 se describieron betalactamasas plasmdicas resistentes a lainhibicinporcidoclavulnico.Elestudiodelasecuenciade nucletidos revel que estas enzimas eran variantes de las betalactamasas TEM-1 o TEM-2. A estas enzimas, a las que se les llam IRT (inhibitor-resistant TEM beta-lactamase), actualmente se les asigna un nmero ms de las designadas como TEM. As existen ms de 19 distintas IRT. Betalactamasas de espectro extendido 46 LasIRTsehanencontradopreferentementeenaislamientos clnicosde E.coli (Alonsoetal.,2002),perotambinenaisladosdeK. pneumoniae (Lemozy et al.,1995), K. oxytoca (Bermudes et al., 1999), o P. mirabilis (Bret et al., 1996), entre otros. PheTEM-73TEM-74LEU21GLN39MET69GLU104ILE127SER130MET182GLU240ARG244THR265SER268ARG275ASN276 SerTEM-50LysTEM-59TEM-65 LysTEM-50 GlyTEM-59TEM-76 ArgTEM-39TEM-78 CysTEM-83TEM-1 ThrTEM-32 SerTEM-30TEM-44TEM-74TEM-77 CysTEM-31TEM-65TEM-73 HisTEM-51 GlyTEM-79 AspTEM-35TEM-36TEM-37TEM-39TEM-50TEM-78 MetTEM-68TEM-73TEM-74TRP165 GlyTEM-49 LeuTEM-38 GlnTEM-45TEM-82TEM-83 IleTEM-32TEM-37TEM-40TEM-83 LeuTEM-33TEM-35TEM-39TEM-45TEM-50TEM-77TEM-81 ValTEM-34TEM-36TEM-38TEM-78TEM-82 ValTEM-81Figura 14: Sustituciones de aminocidos en la secuencia de TEM-1 dando lugar a las diferentes IRT-BLEE (Bradford, 2001) Como consecuencia de que las IRT son resistentes a la inhibicin por cido clavulnico y sulbactam, muestran resistencia clnica al uso de lascombinacionesdeantibiticosbetalactmicosconinhibidoresde betalactamasascomoamoxicilina-cidoclavulnico,ticarcilina-cido clavulnicoyampicilina-sulbactam,peropuedenpresentarcierta capacidaddeinhibicinportazobactamyenconsecuenciaala combinacin piperacilina-tazobactam (Chaibi et al., 1999).Enunestudiosobreresistenciasaamoxicilina-cidoclavulnico en E. coli en un hospital de Francia (donde por primera vez se detectaron 1. Introduccin 47 IRT) encuentran por encima de un 41% de cepas resistentes productoras de IRT (Lefton-Guibout et al., 2000).Comomuestralafigura14,lasmutacionesquedanlugaralas enzimasIRTocurrenenpuntosmuyespecficossobrelaestructuradel gendelaenzimaTEM-1.Cambiosenlametionina69,enlaarginina 244,enlaarginina275yenelasprtico276sonalgunosejemplos (Henquell et al., 1995).Generalmente,lascepasaisladasposeenunfenotipodeenzima BLEEodeIRT,peronosuelendarseambosfenotiposalavez.Seha descrito,sinembargo,unaenzima,TEM-50,queposeeunasustitucin comn,paraunfenotipoBLEEytambinparaIRT(Sirotetal.,1997). Estaenzimaesresistentealcidoclavulnico,perotambinposeeuna leve resistencia a las cefalosporinas de amplio espectro, esto puede ser el inicio de un nuevo grupo de betalactamasas que combinen dos fenotipos de resistencia. AdemsdelasvariantesTEMtambinsehandescritovariantes derivadasdeSHV-1(Primarakisetal.,1997)ylaenzimadenominada OHIO-1 (Bonomo et al., 1992). 1.9.2.4. Betalactamasas tipo CTX-M En los ltimos aos ha ido surgiendo una nueva familia de BLEEs denominada CTX-M, caracterizadas por conferir resistencia de alto nivel acefuroxima,cefotaximaycefepime,prcticamentesinincrementarlas CMIsdeceftazidima,yaque la actividad hidroltica frente a este ltimo antibiticoesmnimacomparadaconladelasotrascefalosporinas. Adems de la rpida hidrlisis de cefotaxima, otra caracterstica de estas enzimas es que son inhibidas mejor por tazobactam que por sulbactam o cidoclavulnico(Tzouvelekisetal.,2000).Principalmenteestas enzimassehandescritoencepasdeSalmonellaentericaserovar Betalactamasas de espectro extendido 48 Typhimurium(Tzouvelekis et al., 1998) y en E. coli, pero tambin se han descritoenotrasespeciesdeEnterobacteriaceae(tabla3).Elresiduo serinaenlaposicin237,queestpresenteentodaslasCTX-M,juega un papel importante en la actividad tipo BLEE de estas betalactamasas. EstegrupoincluyelasbetalactamasasCTX-M1(Bauernfeindet al.,1990),CTX-M2(Bauernfeindetal.,1992),pasandoporCTX-M9 (Sabat et al., 2000), CTX-M10 (Oliver et al., 2001), y hasta CTX-M31 (Quinteros et al., 2003), as como las enzimas Toho-1 (Ishii et al., 1995) yToho-2(Lingetal.,1998).Estasenzimasnoestnestrechamente relacionadasconlasbetalactamasasTEMoSHV,mostrandosloun 40% de proximidad gentica con estas dos (Tzouvelekis et al., 2000). Sin embargo,hayunaltogradodeparecidoentrelabetalactamasa cromosmicade Kluyvera ascorbata (Klu-1 y Klu-2) y las enzimas tipo CTX-M,loquesugiereunposibleorigenenesaespecie(Humeniuket al., 2002). Sin embargo, se han expresado una alta variedad de variantes de las enzimas CTX-M, por lo que es muy improbable que estas enzimas tengan un mismo origen filogentico (Bradford, 2001). CepasenlasquesehanaisladoenzimastipoCTX-Mhan aparecidopormltiplespartesdelmundo,perosobretodosehan asociado con brotes focales en el este de Europa, Suramrica y Japn. En menosocasionessehandescritoaislamientoseneloestedeEuropa,y generalmente en pacientes inmigrantes procedentes de las zonas donde se han descrito brotes. Sin embargo, aqu cabe destacar la alta incidencia de aislamientosdeenterobacteriasconestasbetalactamasasenEspaa,lo que puede sugerir una zona endmica en el oeste de Europa. En las zonas dondesehandescritobrotesepidmicosloslaboratoriosdescribenque los aislamientos con CTX-M son los ms frecuentes del grupo de BLEEs (Sabat et al., 2000). 1. Introduccin 49 Tabla 3: Caractersticas de algunas BLEEs tipo CTX-M (Bradford, 2001) -lactamasapI Pas donde se describe Microorganismos(primer aislamiento) CTX-M18.9Alemania, ItaliaE. coli CTX-M27.9ArgentinaS. enterica CTX-M38.4PoloniaC. freundii, E. coli CTX-M48.4RusiaS. enterica CTX-M58.8LituaniaS. enterica CTX-M68.4GreciaS. enterica CTX-M78.4GreciaS. enterica CTX-M87.6Brasil P. mirabilis, E. cloacae,E. aerogenes, C. amalonaticus CTX-M98.1EspaaE. coli CTX-M108.1EspaaE. coli Toho-17.8JapnE. coli Toho-27.7JapnE. coli 1.9.2.5. Betalactamasas tipo OXA Son otro creciente grupo de la familia de las BLEEs. Difieren de lasbetalactamasastipoTEMoSHVenquepertenecenalaclase molecularDyalaclasefuncional2d(tabla2).Lasbetalactamasas clsicastipoOXAconfierenresistenciaaampicilinaycefalotinayse caracterizanporsualtacapacidadhidroliticasobreoxacilinay cloxacilinaysonpobrementeinhibidasporcidoclavulnico(Bushet al., 1995).MientrasquemuchasBLEEshansidodescritasenE.coli,K. pneumoniaeyotrasEntrobacteriaceae,lasBLEEstipoOXAhansido descritasprincipalmenteenP.aeruginosa(tablas4y7,verms adelante). Muchas de las OXA con actividad BLEE derivan de OXA-10 Betalactamasas de espectro extendido 50 (Danel et al., 1999); OXA-14 difiere de OXA-10 en un slo aminocido, OXA-11yOXA-16difierenendosyOXA-13yOXA-19difierenen nueve.EntrelasenzimasrelacionadasconOXA-10lassecuenciasde aminocidosdifierenenunoodosaminocidos.Enparticular,la sustitucindeasprticoenlugardeglicinaenlaposicin157es necesariaparaunaresistenciadealtonivelaceftazidima(Daneletal., 1999);stauotrasmutacionessonnecesariasparadaralasOXAsun perfil fenotpico propio de una BLEE. AdiferenciadelasOXAstipoBLEEqueconfierenresistencia preferentementesobreceftazidima,OXA-17confiereresistenciaa cefotaxima y ceftriaxona (Danel et al., 1999).Con respecto a los inhibidores de betalactamasas, la enzima OXA originalsecaracterizaporsufaltadeinhibicinporcidoclavulnico, sin embargo, se ha descrito inhibicin por ste en OXA-18 (Philippon et al., 1997). En1997sedescribiOXA-21enA.baumannii,elprimer aislamiento de este microorganismo con una enzima de este tipo (Vila et al.,1997).OtrasOXAsnoBLEEhansidodescritas:OXA-20(Naaset al., 1998), OXA-22 (Nordmann et al., 2000), OXA-24 (Bou et al., 2000), OXA-25,OXA-26,OXA-27(Afazal-Shahetal.,2001)yOXA-30(Siu et al., 2000). La mayor parte de estas betalactamasas se han aislado en Turqua y Francia, lo cual puede representar, o bien puntos de focalidad de estas enzimas, o bien que el inters mostrado por los cientficos en las mismas ha favorecido su descubrimiento. 1. Introduccin 51 Tabla 4: Caractersticas de algunas BLEEs tipo OXA (Bradford, 2001) -lactamasapI Pas donde se describe Microorganismos OXA-116.4TurquaP. aeruginosa OXA-138.0FranciaP. aeruginosa OXA-146.2TurquaP. aeruginosa OXA-158.7TurquaP. aeruginosa OXA-166.2TurquaP. aeruginosa OXA-176.1TurquaP. aeruginosa OXA-185.5FranciaP. aeruginosa OXA-197.6FranciaP. aeruginosa OXA-287.6FranciaP. aeruginosa 1.9.2.6. Otras BLEEs ExistenotrasBLEEsquenohanpodidoclasificarsedentrode ningunadelasfamiliastpicasdescritashastaahoraparaestasenzimas (tabla5).LabetalactamasaPER-1fuelaprimera,descritaenP. aeruginosa,aisladadeunpacienteenTurqua(Nordmannetal.,1993). MstardeseaislenSalmonellatyphimurium,enA.baumannii (Vahaboglu et al., 1997) y tambin se ha descrito en P. mirabilis (Pagani etal.,2002).EstaenzimarepresentaenTurquael60%delas resistenciasaceftazidimaenA.baumannii.LaenzimaPER-2,conun 86%deparecidogenticoconlaenzimaPER-1,hasidodescritaenS. typhimuriumenArgentina(Bauernfeindetal.,1996).Escuriosoque PER-1hayasidodescritacasiexclusivamenteenTurquamientrasque PER-2 lo haya sido casi exclusivamente en suramrica. LabetalactamasaVEB-1sedescribiporprimeravezenun aislamientodeE.colienunpacienteenVietnam(Poireletal.,1999). CME-1 fue descrita en Chryseobacterium meningosepticum (Rossolini et Betalactamasas de espectro extendido 52 al.,1999).TLA-1fueidentificadaenE.colienMxico(Silvaetal., 2000).Todasestasenzimasconfierenresistenciaalasoxiimino-cefalosporinas,especialmenteaceftazidima,yaaztreonam.Muestran ciertasimilitudconcefalosporinasascromosmicasde Bacteroidesspp., pudiendo ser ste su origen filogentico (Rossolini et al., 1999).EnunaislamientodeS.marcescensenBrasilsedetectuna nuevaBLEE,denominadaBES-1(Brazilextended-spectrumbeta-lactamase),quepresentaunasCMIsdeaztreonam(512g/ml)yde cefotaxima(64g/ml)mayoresqueladeceftazidima(8g/ml).Al secuenciar el gen se comprob que no se pareca a ninguna de las BLEEs conocidashastalafecha,presentandosloun47-48%deidentidad genticaconeldelasdeltipoCTX-Myun51%deidentidadconla betalactamasacromosmicadelaclaseAdeY.enterocolitica.Adems tieneresistenciaalainhibicinportazobactam,peronoalainhibicin porcidoclavulnicoosulbactam,algoexcepcionalenbetalactamasas (Bonnet et al., 2000). Tabla 5: Caractersticas de otras betalactamasas de espectro extendido (Bradford, 2001) -lactamasapISubstrato Pas donde se describeMicroorganismos BES-17.5 Cefotaxima, ceftazidima, aztreonam BrasilS. marcescens FEC-18.2CefotaximaJapnE. coli GES-15.8CeftazidimaGuineaK. pneumoniae CME-1> 9.0CeftazidimaC.meningosepticum PER-15.4CeftazidimaFranciaP. aeruginosa PER-25.4CeftazidimaArgentinaS. enterica SFO-17.3CefotaximaJapnE. cloacae TLA-19.0 Cefotaxima, ceftazidima, aztreonam MjicoE. coli VEB-15.3 Ceftazidima, aztreonam VietnamE. coli Tabla 6: Betalactamasas de espectro extendido tipo SHV (De: http://www.lahey.org/studies/webt.asp). ltima revisin 14 de enero de 2004. Secuencia de aminocidos Betalactamasa 781825354348 54 64 69 75 89 113 119 122 126 129 130 140 141 142 145 146149156 158 173 175 179 187 188 192 193 205 206 226 238 240 243 267 278pI SHV-1YITALREGEMVELVLAMSATVPATGNNGDAAKLRQPGEATQ7.6SHV-2S7.6SHV-2AQS7.6SHV-3LS7.0SHV-4LSK7.8SHV-5SK8.2SHV-6A7.6SHV-7FSSK7.6SHV-8N7.6SHV-9Del RNVSK8.2SHV-10Del GRNVSK8.2SHV-11Q7.6SHV-12QSK8.2SHV-13QA7.6SHV-14FS7.0SHV-15QKMKSK SHV-167.6SHV-17 SHV-18FSAK7.8SHV-19F7.6SHV-20FS7.6SHV-21FFS7.6SHV-22KDK7.6SHV-23 SHV-24G SHV-25AQV7.5SHV-26T7.6SHV-27D SHV-28F SHV-29QSA SHV-30 SHV-31 SHV-32VD SHV-33S Secuencia de aminocidos Betalactamasa 781825354348 54 64 69 75 89 113 119 122 126 129 130 140 141 142 145 146149156 158 173 175 179 187 188 192 193 205 206 226 238 240 243 267 278pI SHV-34FSGS SHV-35QKG SHV-36VQ SHV-37AQVH SHV-38V7.6SHV-39SS SHV-40QG SHV-41F SHV-42SV SHV-43FS8.0SHV-44 SHV-45DSK8.2SHV-46 SHV-47AII SHV-48I7.6SHV-49 SHV-50TH SHV-51LA SHV-52 SHV-53 SHV-54 A: alanina, C: cistena, D: cido asprtico, E: cido glutmico, F: fenilalanina, G: glicina, H: histidina, I: isoleucina, K: lisina, L: leucina, M: metionina, N: asparagina, P: prolina, Q: glutamina, R: arginina, S: serina, T: treonina, V: valina, W: triptfano, Y: tirosina. Tabla 7: Betalactamasas de espectro extendido tipo OXA (De: http://www.lahey.org/studies/webt.asp). ltima revisin 14 de enero de 2004. Secuencia de aminocidos Betalactamasa 102048586776110127131144149164167169184208240258272pI OXA-10IGDNTAYWGYESE6.1 OXA-11SD6.4 OXA-14D6.2 OXA-16TD6.2 OXA-17S6.1 OXA-19TSNSDFGNA7.5 OXA-28TSNSGFGNA8.1 OXA-35TSNSFGNA8.0 OXA-2DL7.7 OXA-15G8.0 OXA-185.5 OXA-32I OXA-45 OXA-1AARD OXA-31VPGL A: alanina, C: cistena, D: cido asprtico, E: cido glutmico, F: fenilalanina, G: glicina, H: histidina, I: isoleucina, K: lisina, L: leucina, M: metionina, N: asparagina, P: prolina, Q: glutamina, R: arginina, S: serina, T: treonina, V: valina, W: triptfano, Y: tirosina. Tabla 8: Betalactamasas de espectro extendido tipo TEM (De: http://www.lahey.org/studies/webt.asp). ltima revisin 14 de enero de 2004. Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-1SIQLQALMVVGEDSISPHDRWMAGRGAGERVTSRNAH5,4 TEM-2K5,6 TEM-3KKS6,3 TEM-4FKSM5,9 TEM-5STK5,5 TEM-6KH5,9 TEM-7KS5,4 TEM-8KKSS5,9 TEM-9FKSM5,5 TEM-10SK5,6 TEM-11KH5,6 TEM-12S5,2 TEM-13KM5,6 TEM-15KS6 TEM-16KKH6,3 TEM-17K5,5 TEM-18KK6,3 TEM-19S5,4 TEM-20TS5,4 Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-21KKRS6,4 TEM-22KKGS6,3 TEM-24KKSTK6,5 TEM-25FSM5,3 TEM-26KS5,6 TEM-27HKM5,9 TEM-28HK6,1 TEM-29H5,4 TEM-30S5,2 TEM-31C5,2 TEM-32IT5,4 TEM-33L5,4 TEM-34V5,4 TEM-35LD5,2 TEM-36VD5,2 TEM-37ID5,2 TEM-38VL5,2 TEM-39LRD5,4 TEM-40I5,4 TEM-41T5,2 Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-42KVSKM5,8 TEM-43KHT6,1 TEM-44KS5,4 TEM-45LQ5,2 TEM-46KKSK6,5 TEM-47SKM6 TEM-48FSKM6 TEM-49FSKMG6 TEM-50LKSD5,6 TEM-51H5,2 TEM-52KTS6 TEM-53FS TEM-54L TEM-55E5,2 TEM-56KKR6,4 TEM-57D5,2 TEM-58SI5,2 TEM-59KG5,6 TEM-60KPKS6,4 TEM-61KHK6,5 Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-62 TEM-63FKST5,6 TEM-65KC5,4 TEM-66KDKS6 TEM-67IKC5,2 TEM-68SKML5,7 TEM-69 TEM-70Q5,2 TEM-71SK6 TEM-72KTSK5,9 TEM-73FCM5,2 TEM-74F5,2 TEM-75FHM TEM-76G TEM-77LS TEM-78VRD TEM-79G TEM-80LVD5,2 TEM-81LV TEM-82VQ Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-83ICQ TEM-84D TEM-85FSM TEM-86FSTM TEM-87KKCT TEM-88KTDS5,6 TEM-89KKGS6,2 TEM-90G5,5 TEM-91CT TEM-92KKTS6 TEM-93TS TEM-94FKTSM TEM-95A TEM-96G TEM-97DPVL TEM-98DPML TEM-99DPSL TEM-100 TEM-101KSV TEM-102DPFSM Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-103L5,2 TEM-104V TEM-105N TEM-106KT6 TEM-107KHTS6 TEM-108DPESS TEM-109 TEM-110FM TEM-111KDM TEM-112 TEM-113 TEM-114 TEM-115FH TEM-116IV TEM-117F TEM-118HM TEM-119 TEM-120FS TEM-121 TEM-122 Secuencia de aminocidos Betalactamasa 45621 39425169 80 84 92 104 115 124 127 130 145 153 163 164165182 184 196 204 218 237 238 240 244 262 265 268 275 276280289 pI TEM-123 TEM-124 TEM-125LLSRD5.2 TEM-126ET TEM-127 TEM-128 TEM-129 TEM-130 TEM-131FKSTT TEM-132 TEM-133 A: alanina, C: cistena, D: cido asprtico, E: cido glutmico, F: fenilalanina, G: glicina, H: histidina, I: isoleucina, K: lisina, L: leucina, M: metionina, N: asparagina, P: prolina, Q: glutamina, R: arginina, S: serina, T: treonina, V: valina, W: triptfano, Y: tirosina. 1. Introduccin 631.9.3. Epidemiologa LasenterobacteriasproductorasdeBLEEssehanaisladocon mayorfrecuenciaenmuestrasprocedentesdepacienteshospitalizados, perotambinpuedenencontrarseenmuestrasdeorigencomunitario. Estosaislamientospuedenaparecerdeformaespordica,sinrelacin epidemiolgica,odarlugarabrotesnosocomiales.Lamayoradeestas epidemias afectan a pocos pacientes en un periodo corto de tiempo, pero tambin es frecuente la descripcin de brotes nosocomiales ms extensos. Lacodificacinplasmdicadeestetipoderesistenciahaceque seafcilmentetransferibleporconjugacinentrediversasespecies bacterianas.As,podemosdetectarbrotesdebidosaladiseminacinde unplsmido(diferentesespeciesdeenterobacteriasconunplsmido comn),obienaladiseminacindeunaceparesistente(epidemia clonal).Adems,estosplsmidospuedenllevarasociadaresistenciaa otrosgruposdeantimicrobianos(aminoglucsidos,tetraciclinas, trimetoprim-sulfametoxazol...)porloquenosencontramoscon microorganismos multirresistentes. Todo ello determina que las opciones teraputicasparalasinfeccionescausadasporbacteriasqueproducen BLEEs sean muy limitadas.Eltubodigestivoactacomoreservoriodeestos microorganismosmultirresistentes;ademseselnichoecolgico adecuado para que la resistencia se transmita a otras especies bacterianas. Enalgunoscasosdeepidemialacolonizacinfecaldelospacientes ingresadosenunidadesderiesgohallegadoamsdel40%.Algunos factoresderiesgoasociadosalacolonizacinfecalporK.pneumoniae productordeBLEEssonlagravedaddelprocesoclnicoalingreso,la cateterizacinarterial,lanutricinparenteral,elsondajevesical,la ventilacin mecnica o la terapia antibitica previa. Todos estos factores Betalactamasas de espectro extendido 64estnrelacionadosconeltiempodeestanciaenUCIylaposibilidadde contacto horizontal a travs del personal sanitario.El microorganismo en el que ms frecuentemente se han descrito brotesnosocomialesdeBLEEsesK.pneumoniae.Probablementeest relacionadoconelhechodequeestaespecieformapartedelaflora normal,sobrevivedurantebastantetiemposobrelapielylosfmitesy aceptaconciertafacilidadplsmidosconjugativos.Lasprimeras epidemiasdeinfeccinhospitalariaporK.pneumoniaeproductorde BLEEsfuerondescritasenFranciaafinalesdelosochenta(Legrandet al.,1989).Desdeentoncessehandocumentadoportodoelmundo, includaEspaa,numerososbrotesnosocomialescausadospor enterobacterias productoras de BLEEs. Durantemuchosaos,portanto,elproblemapredominantecon relacinalasBLEEshasidolaobservacindebrotesepidmicos nosocomialesdeinfeccionesporK.pneumoniae,especialmenteenlas unidades de cuidados intensivos y en otras reas hospitalarias (Legrand et al., 1989; Meyers et al., 1993; Pea et al., 2001b). Ms recientemente se ha constatado enEstadosUnidos que esta circunstancia incluye tambin alasresidenciasgeritricas(Wieneretal.,1999)yorfanatos(Weillet al.,2004).Porotraparte,sehanobservadotambininfecciones espordicas por K.pneumoniae intra o extrahospitalarias (Lautenbach et al., 2001a). Es un hecho reconocido la relacin existente entre la observacin deestosbrotesepidmicosyunamplioconsumodeantibiticos, especialmentedecefalosporinasdetercerageneracin.Elconsumo elevadodeestosantibiticosfavoreceralaaparicindeestosclonesde K.pneumoniaeproductoresdeBLEEs,quesediseminarancon particularfacilidadencentrosounidadesconfactorespredisponentes paralatransmisincruzadaentrepacientessometidosamltiples manipulaciones(Paterson y Yu, 1999). 1. Introduccin 65LosbrotesnosocomialespublicadosporE.coliyotras enterobacterias han sido, sin embargo, menos frecuentes (Paterson et al., 2001a) aunque se refieren cada vez ms infecciones producidas por estos microorganismosquesondecarcterendmicooespor