2001 Nuevos antimicrobianos frente a microorganismos grampositivos



Aspectos microbiológicos de los glucopéptidos y las oxazolidinonas

C. Betriu Cabeceran

Servicio de Microbiología Clínica, Hospital Clínico San Carlos, Madrid

Mecanismo De Acción De Los Glucopéptidos

Los glucopéptidos son un grupo de antimicrobianos con estructura peptídica que presentan un espectro de actividad similar, restringido a las bacterias grampositivas aerobias y anaerobias. En las dos últimas décadas han adquirido una mayor importancia en el tratamiento de las infecciones causadas por microorganismos grampositivos multirresistentes. La vancomicina y la teicoplanina son los únicos antibióticos de este grupo actualmente disponibles; otros glucopéptidos en estudio son la decaplanina, LY 333328 (oritavancina), MDL 62208, MDL 62211, MDL 62879 y Bi 397.

La vancomicina, producida por Streptomyces orientalis, se introdujo en el mercado en 1958. Sin embargo, debido a su toxicidad y a la aparición de penicilinas resistentes a las penicilinasas, se utilizó poco. Posteriormente, el considerable aumento de la resistencia a la meticilina de Staphylococcus aureus y a los betalactámicos en otros grampositivos, así como la obtención de preparados más purificados con la consiguiente disminución de efectos indeseables, han hecho que su utilización haya aumentado.

La teicoplanina, producida por Actynoplanes teichomycetus, en un principio se denominó teicomicina A2 y presenta una estructura semejante a la de la vancomicina. Su mecanismo de acción consiste en inhibir la síntesis de la pared bacteriana, impidiendo la polimerización del peptidoglicano de la pared celular. Concretamente, los glucopéptidos se unen al terminal D-alanil-d-alanina del pentapéptido precursor del peptidoglicano mediante cinco puentes de hidrógeno. Secundariamente, al inhibir el crecimiento celular alteran la permeabilidad celular y la síntesis de RNA. Son bactericidas frente a la mayoría de los microorganismos grampositivos, exceptuando los enterococos. Actúan solamente sobre microorganismos en crecimiento activo. Presentan actividad frente a los microorganismos grampositivos aerobios y anaerobios (estafilococos, estreptococos, Corynebacterium diphteriae, Listeria monocytogenes, cocos anaerobios, Clostridium spp., Eubacterium spp. y Actynomyces spp.).

Resistencias A Los Glucopéptidos

Los primeros aislamientos de enterococos resistentes a la vancomicina se describieron en Inglaterra en 1988, y desde entonces se han aislado en numerosos países. En la actualidad, su incidencia varía según la localización geográfica. En Estados Unidos es donde hay una mayor proporción de enterococos resistentes a la vancomicina. Según los datos del estudio internacional SENTRY (1), correspondiente al periodo 1997-1999, en el que se incluyeron casi 5000 aislamientos de enterococos, el porcentaje de aislamientos resistentes a la vancomicina en Estados Unidos en 1999 fue del 17%, mientras que en Europa y en otras áreas geográficas las tasas de resistencia a la vancomicina fueron muy pequeñas (entre el 1% y el 3%), y no cambiaron significativamente a lo largo del periodo estudiado.

La resistencia de los enterococos a los glucopéptidos se ha clasificado en diferentes fenotipos; hasta el momento actual se han descrito seis: VanA, VanB, VanC, VanD, VanE y VanG.

Los estafilococos coagulasa negativos (Staphylococcus haemolyticus y Staphylococcus epidermidis, principalmente) resistentes a los glucopéptidos se empezaron a describir en 1981, siendo más común la resistencia a la teicoplanina que a la vancomicina. Posteriormente se han comunicado, entre los S. aureus resistentes a la meticilina (SARM), los siguientes tipos de aislamientos:

– Cepas GISA: S. aureus resistentes a la meticilina y con sensibilidad disminuida a la vancomicina (CMI 8-16 mg/l) o a la teicoplanina (CMI 16 mg/l). El primer aislamiento se describió en Japón en 1997 (2) y posteriormente se han comunicado otros aislamientos con las mismas características en Estados Unidos, Francia, Hong-Kong y Corea (3-8).

– Cepas heteroGISA: S. aureus sensibles a la vancomicina pero que contienen subpoblaciones (frecuencia 1 ´ 10-6 colonias) que crecen en presencia de vancomicina >4 mg/l. Se han aislado cepas heterorresistentes a los glucopéptidos en zonas geográficas donde la prevalencia de SARM es alta. Sin embargo, la incidencia de h-GISA es muy variable (9-11). El significado clínico de estas cepas no está claro; se ha sugerido que los h-GISA podrían ser precursores de GISA y pueden estar, en algunos casos, asociados con fracasos terapéuticos.

La disminución de la sensibilidad a la vancomicina en SARM no parece deberse a la transferencia de genes de los enterococos resistentes a la vancomicina, sino que podría estar producida por un proceso de selección gradual debido a la presión selectiva ejercida por el antibiótico.

En un modelo experimental de meningitis por una cepa de Streptococcus pneumoniae tolerante a la vancomicina se produjo fracaso terapéutico (12). Recientemente se ha comunicado un caso de fracaso clínico con vancomicina en un paciente con meningitis del cual se aisló una cepa de neumococo tolerante a la vancomicina (13). En un estudio llevado a cabo en Suecia (14) se detectaron tres cepas tolerantes a la vancomicina de un total de 116 neumococos. En España no se ha encontrado, por ahora, ninguna cepa de neumococo con estas características (15).

A lo largo de los últimos 15 años ha aumentado la incidencia de infecciones por microorganismos grampositivos multirresistentes, entre los que se incluyen S. pneumoniae resistente a la penicilina y que presenta, además, resistencia a cefalosporinas, macrólidos, tetraciclinas y cotrimoxazol; S. aureus resistente a meticilina; S. aureus con sensibilidad disminuida a la vancomicina o con heterorresistencia a la vancomicina; estafilococos coagulasa negativos resistentes a los glucopéptidos y enterococos resistentes a los glucopéptidos. La aparición y el aumento de estas resistencias ha dado lugar a una mayor preocupación por el uso adecuado de los antibióticos y ha creado la necesidad de contar con nuevos fármacos.

Mecanismo De Accioón De Las Oxazolidinonas

Descubiertas en 1987, las oxazolidinonas son quimioterápicos obtenidos por síntesis que comparten una estructura básica bicíclica, la feniloxazolidin-2-ona. Linezolid (PNU-100766) y eperezolid (PNU-100592), los dos primeros miembros de esta familia, son muy similares. Presentan biodisponibilidad por vía oral y parenteral. Son bacteriostáticos frente a estafilococos y enterococos, y pueden ser bactericidas frente a algunos estreptococos, incluyendo S. pneumoniae.

Actúan inhibiendo la síntesis de proteínas. Se unen a la subunidad 50S e impiden la formación del complejo de iniciación entre la subunidad 30S o 70S, el RNAm, los factores de iniciación IF2 e IF3, y la f-Met-RNAt. Estos compuestos son únicos, actúan al principio de la traducción. Aunque el cloranfenicol y la lincomicina compiten por el punto de unión ribosómico, se ha visto que el mecanismo de las oxazolidinonas es diferente. El cloranfenicol y la lincomicina actúan sobre la elongación (actividad peptidiltransferasa) y la terminación de la traducción, mientras que las oxazolidinonas no intervienen en estas fases.

El linezolid ha sido aprobado recientemente para el tratamiento de las neumonías e infecciones de piel y estructuras cutáneas. Su espectro de actividad incluye a estreptococos, enterococos, estafilococos, bacilos grampositivos como L. monocytogenes, Corynebacterium spp., Bacillus spp., Nocardia spp., Rhodococcus spp., Mycobacterium tuberculosis, cocos grampositivos anaerobios y especies de Clostridium. Presenta cierta actividad frente a algunas bacterias gramnegativas aerobias, como Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Bordetella pertussis, Legionella spp. y Neisseria gonorrhoeae, y sobre algunos bacilos gramnegativos anaerobios (Bacteroides spp., Prevotella spp. y Fusobacterium spp.). El NCCLS todavía no ha establecido los puntos de corte para el linezolid. De acuerdo con las características farmacocinéticas, se consideran las cepas sensibles cuando la CMI es <4 mg/l.

El linezolid es activo frente a microorganismos grampositivos resistentes a otros antimicrobianos. Presenta una buena actividad frente a SARM, comparable a la de la vancomicina y la teicopianina, y no se ha detectado resistencia cruzada con otros antibióticos (16-19). Se ha comprobado también la excelente actividad del linezolid frente a enterococos, independientemente de su sensibilidad a la vancomicina o del fenotipo de resistencia (CMI50 1-2 mg/l y CMI90 2-4 mg/l) (17, 20).

El linezolid presenta similar actividad frente a los neumococos sensibles a la penicilina y frente a los que tienen resistencia intermedia o son resistentes (17, 20). A una concentración <2 mg/l el linezolid inhibe el crecimiento de los estreptococos (Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae y S. pneumoniae) resistentes a la eritromicina (19), lo que hace que este nuevo antimicrobiano pueda ser considerado una alternativa válida para el tratamiento de las infecciones ocasionadas por estreptococos resistentes a la eritromicina.

En estudios realizados con bacterias anaerobias (21, 22), el linezolid ha mostrado una mayor actividad frente a Fusobacterium spp., y los valores más altos de CMI50 se observaron frente a Bacteroides fragilis, especies de Prevotella y Clostridium difficile.

En un estudio llevado a cabo con estreptococos de los grupos C y G, en el cual el 75% de las cepas eran tolerantes a la vancomicina, el linezolid mostró buena actividad frente a todos los estreptococos estudiados, con unos valores de CMI50 y CMI90 de 2 mg/l (23). Dada la excelente actividad mostrada por el linezolid, este antibiótico podría ser considerado como monoterapia o en asociación con otros agentes en el tratamiento de las infecciones invasoras por estreptococos de los grupos C y G en pacientes de alto riesgo y que no puedan ser tratados con penicilina.

El linezolid ha mostrado una ligera actividad frente a M. catarrhalis (CMI50 4 mg/l, CMI90 16 mg/l) y limitada actividad frente a H. influenzae (CMI50 16 mg/l, CMI90 32 mg/l) (17).

La presencia de genes que confieren resistencia a los antimicrobianos que inhiben la síntesis de proteínas no influye en la actividad in vitro del linezolid frente a los cocos grampositivos. Se ha comprobado que el linezolid es activo frente a Enterococcus faecalis y S. aureus resistentes a los macrólidos, estreptograminas, tetraciclinas, cloranfenicol o aminoglucósidos (24).

La resistencia in vitro no se ha podido inducir fácilmente en bacterias grampositivas como S. aureus y S. epidermidis tras la exposición a concentraciones de linezolid de 2, 4 y 8 veces la CMI (25). Sin embargo, aunque es difícil que se produzcan resistencias, se ha comunicado la aparición de resistencia a linezolid en dos pacientes durante el protocolo de uso compasivo (26). Los pacientes recibieron 4 o 6 semanas de tratamiento para una infección por Enterococcus faecium de evolución clínica complicada. Presentaron bacteriemia y eran portadores de catéteres permanentes desde hacía mucho tiempo y que no se podían retirar. En abril de 2001, Gonzales y cols. (27) describieron cinco casos de pacientes con infección por enterococos resistentes a la vancomicina resistentes al linezolid; todos habían recibido tratamiento prolongado con este antibiótico (21 a 40 días). Posteriormente se ha comunicado el primer aislamiento de SARM resistente al linezolid (28).

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Farmacocinética comparada de glucopéptidos y oxazolidinonas

J.R. Azanza Perea

Servicio de Farmacología Clínica, Clínica Universitaria de Navarra, Universidad de Navarra, Pamplona

Los glucopéptidos y las oxazolidinonas son dos familias de antibacterianos de gran importancia puesto que presentan una actividad notable frente a cocos grampositivos, incluidas las cepas resistentes a otros fármacos. El grupo de los glucopéptidos está formado en la actualidad por dos componentes, vancomicina y teicoplanina, que presentan estructuras químicas muy complicadas, de gran tamaño e importante peso molecular, en las que existen azúcares y estructuras peptídicas, algunas de ellas halogenadas. El linezolid es, al contrario, una estructura química mucho más sencilla y reducida de tamaño perteneciente al grupo de las oxazolidinonas.

De sus estructuras químicas se deduce que van a existir diferencias en el comportamiento general de estos fármacos en cuanto a farmacocinética. La vancomicina y la teicoplanina presentan cierta similitud en alguno de los apartados farmacocinéticos, como puede ser la vía de eliminación o algunas de las características de la distribución, mientras que el linezolid va a tener un perfil distinto.

En la Tabla 1 se describen los parámetros farmacocinéticos obtenidos tras la administración por vía intravascular (intravenosa) de estos tres fármacos. Se aprecia una diferencia importante en el valor de la concentración plasmática máxima (Cmáx), que en el caso de la teicoplanina resulta muy superior a la alcanzada con dosis semejantes de linezolid o vancomicina, incluso aun cuando se corrijan en relación con la dosis administrada. El volumen de distribución es relativamente semejante, lo cual no deja de ser sorprendente si se considera que la fijación de la teicoplanina a las proteínas plasmáticas es muy elevada y claramente superior a la de los otros dos. Además, existen diferencias notables en el aclaramiento, que en el caso de la teicoplanina resulta entre 7 y 10 veces menor que el de la vancomicina y el linezolid, en relación con el mayor tiempo de permanencia en plasma motivado por la fijación a las proteínas. Si se revisan uno a uno los parámetros farmacocinéticos específicos correspondientes a absorción, distribución y eliminación, se pueden explicar las diferencias de interés más práctico.

Absorción

Hay que partir de la consideración de que no es posible administrar la vancomicina por vía intramuscular por su toxicidad para los tejidos. Además, presenta una fracción biodisponible (f) por vía oral inferior al 10%. Ambos hechos suponen que este fármaco sea de uso exclusivo por vía intravenosa, al menos cuando se pretende alcanzar concentraciones plasmáticas óptimas (1, 2). En el extremo opuesto se sitúa el linezolid, que presenta una fracción biodisponible, administrado por vía oral, que puede incluso superar al 100%, y que además tiene una velocidad de absorción elevada, como muestra el valor de la tmáx, situado entre 1 y 2 horas (3, 4). Esta característica permite asegurar la consecución de concentraciones plasmáticas similares con independencia de la vía de administración (oral o intravenosa), lo que a su vez explica la presencia de áreas bajo la curva intravenosa y oral semejantes, siempre que la dosis administrada sea similar. La administración conjunta de linezolid junto con alimentos reduce ligeramente la Cmáx, pero sin que aparentemente tenga repercusión práctica (5).

La teicoplanina se sitúa en un término intermedio, puesto que aunque como la vancomicina es un fármaco con una absorción por vía oral muy deficiente, resulta factible su administración por vía intramuscular y presenta una fracción biodisponible que supera el 90%, con una tmáx de 1 a 3 horas. Al igual que en el caso anterior, esta circunstancia supone que se alcancen concentraciones plasmáticas máximas y áreas bajo la curva muy similares tras la administración intravascular y oral (6, 7).

Probablemente, la mayor repercusión práctica de las diferencias en los parámetros de absorción se concretan en la posibilidad de realizar tratamiento secuencial, vía intravenosa/oral para el linezolid e intravenosa/intramuscular para la teicoplanina, lo que sin duda puede repercutir en la duración del tratamiento hospitalario.

Distribuición

Cualquier lector con cierta formación en farmacocinética ha podido advertir que existe cierta incoherencia en los comentarios realizados al inicio de este breve texto, cuando se señala que el volumen de distribución de la teicoplanina es parecido al de la vancomicina y el linezolid cuando el primero de ellos circula en plasma fijado a proteínas con gran intensidad y, fruto de ello, alcanza una concentración plasmática superior a los otros. La incoherencia puede acrecentarse si se calcula la magnitud del Vd de los tres fármacos basándose en la dosis administrada y la concentración plasmática alcanzada (5, 8, 9). La explicación de este contrasentido tiene su base en el uso, en este caso para teicoplanina, del valor del Vdss, es decir, del calculado cuando se ha alcanzado el equilibrio de distribución. La realidad es que la teicoplanina presenta una curva de concentraciones plasmáticas, incluso cuando se administra en bolo intravenoso, en la que se pueden identificar hasta tres subcurvas (Fig. 1). En la primera de ellas se produce una caída rapidísima de las concentraciones plasmáticas, que no puede justificarse en ningún caso por la eliminación, pues el aclaramiento de este fármaco es muy reducido, y por consiguiente sólo se explica por la rápida difusión del fármaco a los tejidos. Esta primera fase es tan rápida que la semivida de la teicoplanina, calculada de forma específica para esta fase, es de 20 a 30 minutos, lo que de hecho significa que en 30 minutos la concentración plasmática de teicoplanina se reduce a la mitad, porque una parte del fármaco ha sido capaz de difundir a los tejidos a pesar del elevado porcentaje de fijación a las proteínas (9). Tras los primeros minutos la curva de concentraciones cambia de pendiente, se suaviza, y se inicia con ello otra fase que dura más tiempo, 2-3 horas, en las que se puede estimar una semivida de 1,6 a 4 horas. En ésta parecen coexistir dos componentes; por un lado, el fármaco presente en el plasma puede empezar a ser eliminado, y por otro continúa el proceso de distribución. Este último es, en estos momentos, un poco especial, puesto que el fármaco estará pasando desde el compartimiento periférico superficial, al que ha distribuido con gran velocidad, al compartimiento periférico profundo, y la cantidad difundida a éste permitirá la difusión de la teicoplanina desde el plasma al compartimiento periférico en un proceso secuencial en el cual los gradientes de concentraciones adquieren importancia. Lógicamente, este proceso es más lento que el anterior, y de ahí que la curva se suavice. Posteriormente la curva sufre un notable aplanamiento, hasta el punto de que la semivida calculada para esta fase puede superar las 140 horas.

Figura 1.

El valor del Vd va a depender entonces del tiempo elegido para su cálculo. Si se utiliza el mismo sistema que con otro fármaco y se utiliza la Cmáx real, la cifra será muy pequeña, lo que sin duda no expresa la realidad distributiva; en cambio, si se calcula tras la fase de distribución y en el estado de equilibrio, la cifra adquiere un valor representativo. Esta explicación justifica que, en realidad, las concentraciones hísticas alcanzadas por la teicoplanina sean adecuadas a pesar de su elevada fijación proteica, y que únicamente en aquellos tejidos con problemas habituales en la distribución de fármacos, como el tejido adiposo o el LCR, se pueda encontrar una concentración reducida con la dosis habitual. En esta misma situación se sitúa la vancomicina, mientras que la teicoplanina alcanza concentraciones hísticas más elevadas, y especialmente llamativo es el hecho de que entre ellas se encuentre el LCR.

Eliminación

La eliminación de estos fármacos desde el plasma se realiza de forma rápida, especialmente en el caso del linezolid y la vancomicina, y mucho más lentamente la teicoplanina. Precisamente, este aclaramiento reducido, en relación con una fijación a proteínas elevada, es el que justifica que la semivida de eliminación de este fármaco sea diez veces superior a la que alcanzan el linezolid o la vancomicina.

Cuando se estudia el aclaramiento renal de estos fármacos se objetiva que, en el caso de la vancomicina y la teicoplanina, su valor es muy próximo al del aclaramiento total, lo que expresa que ambos fármacos se eliminan casi en su totalidad por la orina en su forma activa. En el caso del linezolid el aclaramiento renal supone cifras próximas o inferiores al 50% del total, por lo que se puede considerar la existencia de metabolismo que se concreta en la oxidación del anillo morfolino con la formación de hasta dos metabolitos inactivos en ambos casos, que se eliminan por la orina y por las heces. Es llamativo que el proceso metabólico del linezolid se realice por oxidación no microsomal, lo cual excluye a este fármaco de la posibilidad de que pueda estar implicado en interacciones por participación de las diferentes isoenzimas del CYP450 (10, 11).

Es bien conocido que la insuficiencia renal modifica de forma muy importante la cinética de eliminación de la vancomicina, hasta el punto de que, en relación con la toxicidad de este fármaco, se recomiende el ajuste posológico en los pacientes que presentan esta anomalía, según la monitorización de las concentraciones plasmáticas, con el fin de evitar la toxicidad dependiente de la concentración (12). En el caso de la teicoplanina se recomienda ajustar la dosis cuando el aclaramiento de creatinina es inferior a 25 ml/min (13), mientras que con el linezolid no se precisa ajustar la posología en caso de insuficiencia renal (14).

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Mecanismo de acción de los cetólidos y aparición de resistencias

C. Gimeno Cardona

Servicio y Departamento de Microbiología, Hospital Clínico y Facultad de Medicina de Valencia

 

Los antibióticos macrólidos se han utilizado desde mediados del siglo pasado para el tratamiento de distintos tipos de procesos infecciosos, especialmente las infecciones de vías respiratorias, que en la actualidad siguen siendo una causa importante de mortalidad al originar alrededor de 50 millones de muertes al año, según la OMS.

Como ha venido ocurriendo en general en el campo de la quimioterapia, diferentes son los motivos que hacen necesaria la búsqueda de nuevos agentes con el objeto de mejorar el perfil de los ya existentes. Entre estas razones cabe destacar la necesidad de compuestos con una actividad antimicrobiana superior, de más amplio espectro, capaces de vencer eficazmente las resistencias y con una mejor farmacología.

Los cetólidos constituyen un nuevo grupo de antimicrobianos, derivados de los macrólidos, aparecidos por primera vez en la década de 1990 en congresos y reuniones de quimioterapia (1). Su denominación proviene de la sustitución de un grupo ceto en posición 3 del anillo macrólido en lugar del azúcar cladinosa presente en la eritromicina, el antibiótico tipo del grupo. Numerosos han sido los compuestos diseñados hasta ahora, de los cuales los más activos son los que poseen en posición C11-C12 un grupo carbamato (carbamato cetólidos). Dentro de este grupo, dos son los antimicrobianos más desarrollados: telitromicina y ABT-773 (2). El mecanismo de acción es, igual que en los macrólidos, la inhibición de la síntesis proteica en la subunidad 50s de los ribosomas bacterianos, si bien existen algunas diferencias en la interacción con los ribosomas.

Las aportaciones microbiológicas de los cetólidos pueden ser estudiadas desde tres puntos de vista: actividad in vitro, capacidad bactericida y estudio del efecto postantibiótico, y por último características farmacocinéticas favorecedoras de la acción frente a los microorganismos.

Actividad In Vitro

Microorganismos grampositivos

Streptococcus pneumoniae

Los resultados obtenidos en los diferentes trabajos sugieren que los cetólidos tienen un efecto antineumocócico superior al de los macrólidos y otros antimicrobianos disponibles. La actividad es independiente de su sensibilidad o resistencia a la penicilina. Mantienen una alta actividad frente a S. pneumoniae resistente a los macrólidos, bien sea por el mecanismo de la alteración de la diana mediante la producción de metilasa (MLSB) o bien por expulsión activa, si bien se ven más afectados por el primero (3, 4).

Streptococcus pyogenes

Mantienen una alta actividad frente al estreptococo beta hemolítico del grupo A, mostrando unas excelentes cifras de CMI en las cepas sensibles a los macrólidos. Estas cifras aumentan en las cepas resistentes mediante el mecanismo de expulsión activa y son más altas en las productoras de metilasa, encontrándose aislamientos resistentes a los cetólidos (aquellos S. pyogenes que expresan el gen ermB de forma constitutiva) (5).

Staphylococcus aureus

Los cetólidos muestran actividad in vitro muy buena frente a S. aureus sensible a los macrólidos, y aunque mantienen su actividad frente a las cepas que expresan la resistencia MLSB de tipo inducible, son inactivos frente a aquellos aislamientos con resistencia MLSB constitutiva.

Otros microorganismos grampositivos

Los cetólidos presentan una buena actividad frente a los enterococos sensibles a los macrólidos, si bien no son efectivos frente a los enterococos resistentes a éstos.

Frente a los estreptococos del grupo viridans (S. mitis, S. oralis, S. sanguis, etc.), este grupo de antimicrobianos muestra una excelente actividad, independientemente del comportamiento de las cepas frente a los macrólidos clásicos (6).

Los cetólidos también poseen una excelente actividad in vitro frente a especies de los géneros Lactobacillus, Pediococcus y Leuconostoc, siendo hasta diez veces más activos que los macrólidos clásicos y muy superiores a otros antimicrobianos, como los betalactámicos y las quinolonas.

En resumen, los cétolidos presentan una potencia antimicrobiana in vitro superior a la de los macrólidos (en ocasiones más de cuatro veces) frente a los microorganismos grampositivos más comúnmente aislados en infecciones respiratorias, sensibles a macrólidos, y mantienen una gran actividad frente un importante número de patógenos respiratorios grampositivos resistentes a los macrólidos.

Microorganismos gramnegativos

Frente a Haemophilus influenzae y Moraxella catarrhalis los cetólidos exhiben una notable actividad in vitro, similar a la de azitromicina, el macrólido más efectivo frente a estos patógenos (7).

Otros microorganismos

Los microorganismos intracelulares relacionados con la producción de neumonías, como Legionella pneumophila, Chlamydia pneumoniae y Mycoplasma pneumoniae, también son inhibidos por los cetólidos, mostrando actividad similar a la de los macrólidos, a excepción de frente a Mycoplasma pneumoniae, que se inhiben con una CMI más baja con los cetólidos.

Microorganismos anaerobios

Los trabajos realizados in vitro estudiando la actividad de los cetólidos frente a anaerobios han revelado resultados discrepantes según el microorganismo en cuestión, ya que se han encontrado buenos resultados frente a Propionibacterium spp., Peptostreptococcus spp., PorphyromonasPrevotella spp. y algunas especies de Clostridium como C. perfringens; sin embargo, su acción es reducida en Clostridium difficile y Bacteroides grupo fragilis. spp.,

Otro aspecto importante a considerar, además de su actividad in vitro, es la capacidad bactericida de este grupo de antimicrobianos en comparación con los macrólidos clásicos, que son primariamente bacteriostáticos. Se han realizado estudios de actividad bactericida con los patógenos más comúnmente aislados, como S. pneumoniae, S. pyogenes, H. influenzae y M. catarrhalis. Estos estudios demuestran que los resultados dependen de las concentraciones y de las cepas estudiadas. Así, frente a S. pneumoniae se han encontrado buenos resultados bactericidas a las 12 y 24 horas a concentraciones de dos veces la CMI (8), y esta cinética es más temprana a concentraciones que superan diez veces la CMI. Se han encontrado similares resultados con S. pyogenes, aunque con una cinética bactericida más lenta y dependiendo del mecanismo de resistencia presente en la cepa. Los ensayos realizados con H. influenzae y M. catarrhalis muestran que los cetólidos, a concentraciones que doblan la CMI, poseen una cinética lenta, siendo ésta más rápida cuando las concentraciones probadas son cuatro veces la CMI (7).

Por otro lado, distintos trabajos han demostrado un significativo efecto postantibiótico frente a la mayoría de los patógenos respiratorios. Estos resultados están igualmente en dependencia de la concentración utilizada, pero puede alcanzar las 8 horas en S. pneumoniae sensible o resistente a los macrólidos y en H. influenzae y M. catarrhalis productores o no de betalactamasas (9).

Por último, es imprescindible señalar que además de las propiedades antimicrobianas en sí, todos los agentes antiinfecciosos deben poseer unas características farmacocinéticas idóneas para su uso en la práctica clínica, con unos parámetros adecuados en posología, concentración máxima, área bajo la curva, difusión a tejidos y penetración intracelular (10). Los cetólidos poseen unas propiedades farmacocinéticas adecuadas que coadyuvan tanto a la curación del proceso infeccioso como al cumplimiento del tratamiento.

En resumen, la excelente actividad in vitro, la baja tasa de resistencias y su idónea farmacocinética hacen de los cetólidos una alternativa eficaz en el tratamiento de las infecciones de vías respiratorias.

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Índice


Aportaciones microbiológicas de los cetólidos

D. Domingo

Servicio de Microbiología, Hospital Universitario de La Princesa, Madrid

 

El incremento de la resistencia a los macrólidos entre los patógenos respiratorios, especialmente Streptococcus pneumoniae, ha motivado la necesidad de disponer de nuevos agentes antimicrobianos que también sean eficaces frente a los aislamientos resistentes a los antimicrobianos del grupo MLSBin vitro e in vivo frente a patógenos respiratorios como S. pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis y Streptococcus pyogenes, muchos de los cuales son resistentes a los betalactámicos y los macrólidos. La actividad antimicrobiana de los cetólidos se extiende a patógenos respiratorios atípicos como Mycoplasma pneumoniae, Legionella spp. y Chlamydia spp. (2). (macrólidos, lincosamidas y estreptograminas del grupo B) y presenten un menor potencial para seleccionar o inducir resistencias. Un producto de este esfuerzo son los cetólidos, que son la última generación de antimicrobianos derivados del anillo macrolactona de 14 átomos (1). Los cetólidos tienen una potente actividad

La característica principal que define a los cetólidos es el cambio del azúcar cladinosa en el carbono 3 por un grupo ceto (de ahí el nombre genérico del grupo). Esto se ha conseguido reemplazando el grupo cladinosa de la eritromicina, dejando un grupo 3-hidroxilo, que es posteriormente oxidado para formar un derivado ceto; además, se añade un grupo metilo en la posición C6 (como en la claritromicina) para mejorar la estabilidad a pH ácido y prevenir el proceso de hemicetalización interna. Se creía que el azúcar l-cladinosa era necesario para la actividad antimicrobiana de los macrólidos de 14 átomos, y de hecho, en su ausencia y sin otras modificaciones, la retirada de este azúcar de la molécula de claritromicina, azitromicina y roxitromicina da lugar a la pérdida de actividad antimicrobiana. Sin embargo, la pérdida de la cladinosa puede ser compensada de forma adecuada por las modificaciones en otras posiciones del anillo macrolactónico. Éste es el caso de los cetólidos telitromicina (1) y ABT-773 (3), ambos con un grupo carbamato en C11/C12 del anillo macrolactona. La telitromicina (anteriormente HMR 3647), recientemente aprobada en Europa, y el HMR 3004 tienen una extensión alquil-aril en el grupo carbamato. El cetólido ABT-773, actualmente en fase de ensayo clínico, tiene una extensión semejante localizada en la posición 6 del anillo. A pesar de las diferencias en las posiciones de las extensiones en el anillo lactónico, los cetólidos interaccionan con sus dianas en el ribosoma bacteriano de forma similar (4). En contraste con los macrólidos de 14 y 15 átomos, los cetólidos no inducen resistencia MLSB, y esta propiedad está ligada a la ausencia del azúcar l-cladinosa.

Mecanismo De Acción

Los cetólidos y los antimicrobianos del grupo MLSB ejercen su acción antimicrobiana impidiendo la translación del RNA mensajero (RNAm) para sintetizar proteínas (5). Los ribosomas están compuestos de dos subunidades, 30S y 50S, que constan a su vez de RNA ribosómico (RNAr) y proteínas ribosómicas. La subunidad ribosómica pequeña o 30S interacciona con el RNAm y, en conjunto con el RNA de transferencia (RNAt), descodifica la información genética del RNAm. Cada vez que la subunidad 30S reconoce que un RNAt se ajusta de forma correcta con un codón RNAm, el aminoácido unido al RNAt se coloca y encaja en el lugar catalítico, denominado centro peptidil transferasa, situado en la subunidad 50S. En el centro peptidil transferasa se forma el enlace peptídico entre el nuevo aminoácido y la cadena peptídica para formar la nueva proteína. La adición secuencial de aminoácidos forma el péptido creciente, que pasa a través de un «canal peptídico de salida» en la subunidad 50S para emerger por la parte posterior del ribosoma. Este proceso puede ser bloqueado por los antimicrobianos del grupo MLSB y los cetólidos, que interaccionan con el RNAr 23S en la porción más alta del canal peptídico de salida, cerca del centro peptidil transferasa.

Recientemente se ha descrito un segundo mecanismo de acción inhibitoria de macrólidos y cetólidos, probablemente de igual importancia. Así, la formación de ribosomas nuevos requiere el ensamblado de los RNAr con numerosas proteínas ribosómicas para formar las dos subunidades ribosómicas. Se forma una subunidad 50S activa a partir de dos moléculas de RNAr (5S y 23S) y algunas de las 34 proteínas. Los macrólidos y los cetólidos interaccionan con las subunidades 50S parcialmente ensambladas, bloqueando este proceso y permitiendo así la degradación nucleotídica de las partículas precursoras no ensambladas (6).

Champney y Tober (4) han demostrado que los cetólidos telitromicina, HMR 3004, ABT 773 y los dos derivados 2-fluorados (HMR 3787 y HMR 3562) son más activos inhibiendo la síntesis (translación y ensamblado) que los macrólidos, y que los dos derivados fluorados son más activos que la telitromicina. De los datos aportados por estos autores se deriva que el efecto inhibitorio de cada componente sobre la translación y la formación de las subunidades 50S es equivalente.

La inhibición de la formación de subunidades 50S ha sido estudiada recientemente, y en el caso de la eritromicina origina la acumulación de partículas precursoras de 50S en las células. Estas partículas se unen a la eritromicina y contienen RNAr 23S y SS, pero sólo 18 de las 34 proteínas ribosómicas que forman la subunidad 50S. Estas partículas precursoras son fácilmente degradadas por las ribonucleasas celulares. Presumiblemente, el efecto inhibitorio de la formación de subunidades ribosómicas es muy semejante para todos los cetólidos (7).

Los lugares de interacción de los fármacos con el 23RNA son probablemente los mismos para ambos mecanismos inhibitorios, aunque este aspecto debe ser investigado más específicamente. Actualmente se tienen más conocimientos sobre el mecanismo molecular de la interacción de los cetólidos sobre las subunidades completas 50S que sobre la unión con las partículas precursoras.

Tanto los macrólidos como los cetólidos se unen en la misma región del RNAr 23S; sin embargo, la naturaleza y la fuerza de la interacción es diferente, ya que los cetólidos disponen de un residuo carbamato en C11/C12 (8). Los experimentos de protección química (footprinting) realizados han servido para determinar el lugar y la fuerza relativa de las interacciones de los ribosomas bacterianos y la eritromicina, la telitromicina, el HMR 3004, el RU 66252 (una versión con cladinosa del HMR 3004) y el RU 56006 (un cetólido sin el carbamato C11/C12). Estos ensayos de protección química se basan en el principio de que, cuando se une al ribosoma, el antimicrobiano interacciona con nucleótidos específicos en el RNAr y por lo tanto impide a esos nucleótidos reaccionar con agentes químicos que modificarían el RNAr (9). Estos experimentos han demostrado que la eritromicina, la claritromicina y los cetólidos (telitromicina y HMR 3004) interaccionan con los dominios II y V del RNAr 23S, y que no hay ningún contacto con otras regiones del RNAr. Según Douthwaite y cols. (10), estos fármacos protegen de la modificación química a los residuos A2058, A2059 y G2505 localizados en el asa central del dominio V, lo cual indica que existe contacto directo entre estos nucleótidos y las moléculas del antimicrobiano.

Además, la telitromicina y el HMR 3004 protegen adicionalmente el residuo A752 en el bucle «hairpin» 35 del dominio II del RNAr 23S (8, 9). Sin embargo, la eritromicina y la claritromicina dejan al nucleótido A752 más accesible a la modificación química, probablemente debido a efectos alostéricos inducidos por la unión de estos agentes al residuo A752. Así, la posición relativa de los nucleótidos de los dominios II y V en la estructura terciaria del RNAr 23S está probablemente muy próxima, y la distancia entre ellos puede ser acortada por los grupos carmabato de C11/C12, mientras que la eritromicina y la claritromicina no parece que sean capaces de hacer contacto directo con la base A752.

Además, el HMR 3004 y la telitromicina se unen con una fuerza aproximadamente diez veces superior al ribosoma bacteriano que la eritromicina. El grupo carbamato C11/C12 y su extensión pueden desempeñar un papel en esta mejora de la unión a través del dominio II del RNAr 23S. Es más, la adición de una extensión carbamato a la claritromicina (formando el compuesto RU 66252) incrementa su afinidad de unión aproximadamente en cinco veces, mientras que la retirada de la cladinosa en ausencia de extensión carbamato en C11/C12 (la denominada RU 56006) da lugar a una reducción de unas cien veces en la afinidad de unión, con la desaparición concomitante de los efectos de protección química sobre el dominio II (11).

La interacción de los cetólidos con el bucle 35 del dominio II, así como con el asa central del dominio V de la subunidad 23S del RNAr, hace plantearse si son dos lugares distintos de unión, cada uno con una molécula de cetólido, o si una sola molécula puede interaccionar con ambas regiones de forma simultánea. Esta cuestión ha sido resuelta variando las concentraciones de telitromicina en presencia de un exceso molar de ribosomas, lo que indica que las dos regiones forman un lugar de unión para una única molécula de telitromicina. Además, se sabe que esas dos regiones del RNAr están situadas muy cercanas en la estructura terciaria debido al plegamiento. Así pues, el nucleótido A752 del dominio II y los nucleótidos A2058, A2059 y G2505 delimitan el canal peptídico de salida de la subunidad ribosómica 50S, y pueden formar un «bolsillo» dentro del cual una única molécula de antimicrobiano interaccione con ambos dominios (II y V) a la vez (10).

Garza-Ramos y cols. (12) han comunicado recientemente la existencia de otro residuo situado en el dominio V de la subunidad 23S del RNAr, el U2609, que interacciona tanto con las moléculas de cetólidos como con las de macrólidos que contienen el azúcar cladinosa, pero que lo hace de forma mucho más intensa en el caso de los cetólidos. Dicha interacción parece ser importante y contribuir en gran medida a la unión de la molécula de cetólido con el ribosoma. Así pues, actualmente se consideran como nueleótidos importantes involucrados en la unión los residuos 2057 a 2059, 2609 y 2611 en el dominio V, y el nucleótido 752 en el dominio II. La mutación del nucleótido U2609C confiere resistencia exclusivamente a los cetólidos, mientras que se incrementa la sensibilidad bacteriana a los cladinosólidos.

Todos estos nucleótidos forman una agrupación espacial localizada a una distancia aproximada de un tercio de la zona de interfase de la subunidad ribosómica 50S. El lugar de unión del fármaco está localizado cerca del fondo de una cavidad conteniendo el centro peptidil transferasa, en la entrada del túnel de formación del péptido naciente. La forma más sencilla de que el fármaco alcance dicha localización es en el momento en que la subunidad 50S está todavía aislada. Sin embargo, dado el relativo gran tamaño del túnel de salida del péptido y de su hipotética propiedad de no ser fácilmente colapsable, es también probable que el antimicrobiano difunda al lugar de acción a través del túnel.

Garza-Ramos y cols. (12) han propuesto que la protección a la modificación química de los cetólidos en los experimentos de footprinting refleja la existencia de un contacto directo entre U2609 y una molécula de cetólido (probablemente involucrando al grupo 3-ceto). Según estos autores, la protección de A752 se afecta por el grupo 3-ceto y por las extensiones aril-alquil, y la localización de estas cadenas no parece relevante, protegiendo de igual modo cuando están situadas en C11/C12 (como en la telitromicina) que cuando lo están en el carbono C6 (como en el cetólido ABT 773), pero que depende en gran medida de la naturaleza química de dicha cadena. La interacción del cetólido y el nucleótido U2609 y el grupo 3-ceto puede tener lugar de forma que la molécula de cetólido quede en posición favorable para proteger a A752 de la modificación química.

Así pues, el lugar de unión del macrólido/cetólido parece lógico y conforme con el mecanismo de acción propuesto, según el cual el fármaco bloquea la translación impidiendo estéricamente el crecimiento del péptido naciente, ya que se localiza en la parte más estrecha del canal de salida, y sólo bloquea los ribosomas que comienzan la formación del péptido, es decir, con péptidos cortos, entre dos y cinco aminoácidos, ya que cuando el péptido es más largo ya ha pasado el lugar estrecho del túnel y el fármaco es incapaz de bloquearlo (13).

Perfil Y Mecanismo De Resistencia

Los cetólidos tienen actividad frente a S. pneumoniae resistente a los macrólidos por mecanismo de flujo (genes mef), al igual que frente a aquellos aislamientos resistentes por poseer una metilasa (genes erm) de carácter inducible o constitutivo y que confiere resistencia a los antimicrobianos del grupo MLSB (14). En cuanto a S. pyogenes y Staphylococcus aureus, la telitromicina es eficaz frente a la mayoría (pero no todas) de las cepas resistentes a la eritromicina de forma constitutiva (15).

Uno de los mecanismos por los que una bacteria se puede convertir en resistente a los macrólidos es por una alteración de la estructura del centro de unión del fármaco en el ribosoma. En el caso de la resistencia por genes erm, esto se consigue mediante la expresión de una metiltransferasa, que metila la base A2058 y confiere resistencia MLSB. También puede aparecer este fenotipo por mutaciones en los nucleótidos importantes en la unión del fármaco con la subunidad 23S del RNAr ribosómico (16). Recientemente se han descrito mutaciones en las proteínas ribosómicas LA y L22, cercanas al lugar de acción de los antimicrobianos, es decir, adyacentes a los nucleótidos A2058 y A752, respectivamente, que confieren resistencia por alterar la conformación del lugar de unión del fármaco (17).

Los cetólidos con un residuo carbamato permanecen activos frente a la mayoría de los aislamientos resistentes a la eritromicina, probablemente a causa de las diferencias en el contacto del fármaco con el núcleo de acción. Esta idea también viene apoyada por los experimentos de footprinting sobre ribosomas con mutación en A2058, pasando a G2058. Esta mutación reduce la unión de la eritromicina y de la claritromicina a los ribosomas bacterianos aproximadamente 10.000 veces; sin embargo, la unión de los cetólidos es sustancialmente reducida, pero se mantiene unas 20 veces superior a la de la eritromicina.

La resistencia bacteriana a los cetólidos es poco frecuente y de reciente descripción. Así, se han descrito varios mecanismos de resistencia: a) cambios en algunas de las bases de la subunidad 23S del RNAr implicadas en la unión del cetólido con el ribosoma; b) mutaciones en la secuencia de la proteína L4; y c) minipéptidos.

Mutaciones en las bases del RNAr 23S implicadas en la unión

Se ha comprobado que la telitromicina selecciona mutantes resistentes con menos frecuencia que la eritromicina, la claritromicina, la azitromicina, la roxitromicina, la clindamicina y la pristinamicina tras 50 pases de cinco aislamientos de S. pneumoniae sensibles a los macrólidos y seis resistentes conteniendo los genes mefE o ermB, a concentraciones subinhibitorias de eritromicina (18). Sólo aparecieron tres mutantes resistentes a la telitromicina (CMI >1 mg/l), los tres con CMI <8 mg/l.

Tait-Kamradt y cols. (19, 20) estudiaron el mecanismo de resistencia de varias mutantes resistentes a los macrólidos y los cetólidos, seleccionadas tras varios pases en presencia de azitromicina. Ninguna de las mutaciones en C2611A, A2058G y A5059G confirió resistencia de alto grado a la telitromicina. Sin embargo, el cambio A2611G aumentó 130 veces la CMI de telitromicina. También encontraron cambios en la secuencia conservada 63 a 74 de la proteína ribosómica L4, sin que afectaran a la sensibilidad a la telitromicina.

Garza-Ramos y cols. (12) describieron una mutación en la base 2609 (transición U2609C) que confiere resistencia a los cetólidos, pero incrementa ligeramente la sensibilidad a los derivados que contienen cladinosa (incluso el derivado de la telitromicina con cladinosa). De estos estudios se desprende la importancia de la unión de los cetólidos a dicho residuo.

Cambios en la secuencia de la proteína ribosómica L4

Tait-Kamradt y cols. (19, 20) estudian los mecanismos de resistencia de 20 aislamientos clínicos de S. pneumoniae con fenotipos extraños o poco frecuentes (como el ML y el MSB, que no son portadores de genes ermB o mefA), y detectan un único aislamiento MSB procedente de Canadá con una inserción de seis aminoácidos en la proteína L4 (69GTGREKGTGRAR71), con impacto sobre su crecimiento (mejor a 35 ºC) y que incrementa en 500 veces la CMI de la telitromicina.

Resistencia por minipéptidos o péptidos cortos

Tripathi y cols. (13) describieron en 1998 un nuevo mecanismo que confiere resistencia a los cetólidos y los macrólidos, a causa de unos péptidos de resistencia codificados por regiones localizadas en la subunidad 23S del RNAr, normalmente «escondido» de la maquinaria de translación de la célula bacteriana. La expresión de esos genes puede ocurrir por mutación o degradación del RNAr o por activación de esos minigenes silentes en el ribosoma. La translación ocurre en los ribosomas, y los péptidos cortos que emergen «expulsan» al antimicrobiano del ribosoma (mecanismo de clarificación ribosomal, también denominado de bottlebrush o de «cepillo de botella»). Existe una correlación específica entre la secuencia de estos minipéptidos y la estructura del antimicrobiano de que se trate, sin detectarse resistencia cruzada con otras familias de antimicrobianos. Los minipéptidos interaccionan con la estructura molecular del fármaco específicamente, tanto que se han descrito secuencias distintas entre los que confieren resistencia a la eritromicina, la claritromicina y la telitromicina.

Así pues, los cetólidos son un nuevo grupo de antimicrobianos derivados del anillo macrolactona de la eritromicina, que mejoran su actividad e incluso la de sus derivados más recientes. No inducen resistencia MLSB en las cepas portadoras de genes erm y mejoran la interacción con el ribosoma. La interacción con los dominios II y V de la subunidad 23S del RNAr incrementa la capacidad del antimicrobiano para inhibir el ensamblado de nuevas subunidades ribosómicas 50S y para bloquear la síntesis de proteínas sobre las unidades ribosómicas ya formadas. Estas propiedades hacen que los cetólidos sean fármacos con una potente actividad antimicrobiana frente a un amplio espectro de patógenos respiratorios.

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Eficacia terapéutica de los cetólidos

J. Barberán

Servicio de Enfermedades Infecciosas, Hospital Gómez Ulla; Departamento de Medicina, Universidad Complutense, Madrid

 

La telitromicina deriva estructuralmente de los macrólidos de 14 átomos de carbono, donde la lactona macrocíclica tiene una sustitución ceto en el carbono 3, en vez de la cladinosa, que evita la inducción de resistencias bacterianas del tipo MLSB; un grupo metoxi en la posición 6 que le da estabilidad en medio ácido; y una cadena carbamato en C11-C12, con la que obtiene una mayor afinidad por los ribosomas y por ende una mejor actividad antibacteriana (Fig. 1). Su mecanismo de acción es similar al de los macrólidos, es decir, inhiben la síntesis proteica mediante su unión a la fracción 50S de los ribosomas, pero con una afinidad seis a diez veces superior a la de la eritromicina y la claritromicina (2, 3).

Figura 1. Estrucutra molecular de telitromicina

Los cetólidos son una nueva clase de antibióticos pertenecientes al grupo formado por los macrólidos, las lincosamidas y las estreptograminas (MLS), del cual la telitromicina es el primer y único representante disponible para uso clínico (1).

Espectro Microbriano

La telitromicina, junto con las fluoroquinolonas, son los únicos antibióticos cuyo espectro de acción incluye a los principales microorganismos causantes de las infecciones respiratorias adquiridas en la comunidad: Streptococcus pyogenes, incluido el resistente a la eritromicina, Streptococcus pneumoniae tanto sensible como resistente a la penicilina y los macrólidos, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis y agentes atípicos como Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae y Legionella pneumophila. Además, la telitromicina tiene actividad frente a algunas micobacterias y anaerobios tales como Peptostreptococcus spp., Prevotella spp., Actinomyces spp., algunas Porphyromonas spp. y Clostridium perfringens, pero no sobre los bacilos gramnegativos (4) (Tabla 1).

Los puntos de corte establecidos por el NCCLS para considerar sensibles a la telitromicina a los distintos microorganismos son los siguientes: para estreptococos, estafilococos y enterococos 1 mg/l, y para H. influenzae 2 mg/l. Las CMI90 obtenidas para las bacterias probadas están muy por debajo de estos puntos: para S. pyogenes (sensible y resistente a la eritromicina) 0,008-1 mg/l; para S. pneumoniae sensible a la eritromicina y la penicilina 0,008-0,06 mg/l, y para el resistente 0,06-0,5 mg/l; para H. influenzae 2 mg/l; para M. catarrhalis 0,03-0,25 mg/l; para L. pneumophilaM. pneumoniae 0,015 mg/l; y para C. pneumoniae 0,06-0,25 mg/l (4). 0,03-0,12 mg/l; para

Perfil Farmacocinético Y Farmacodinmico

La telitromicina se absorbe por vía oral, con una biodisponibilidad del 57%, que no se ve afectada por la ingestión de alimentos. Con una única dosis de 800 mg el pico sérico (Cmáx) es de aproximadamente 2 mg/l y se alcanza entre una y dos horas tras su administración, manteniéndose así durante todo el tratamiento; el área bajo la curva (ABC) supera las 7 horas, lo cual hace que los índices predictores de éxito terapéutico (Cmáx/CMI y ABC/CMI) con los que se ha relacionado sean altos. A esto hay que añadir la gran penetración en los tejidos de las vías respiratorias (senos paranasales, amígdala, mucosa bronquial y líquido epitelial), donde la concentración del antibiótico supera en varias veces a la plasmática, y muy particularmente en el macrófago alveolar, con un ratio mayor de 300, de gran importancia para el tratamiento de las neumonías atípicas. En la saliva también alcanza concentraciones superiores a la plasmática, disminuyendo el riesgo de estado de portador, tan importante en la transmisión de las infecciones respiratorias. Su vida media de más de 10 horas permite la administración en dosis única diaria, lo cual redunda en la comodidad del paciente y en el cumplimiento terapéutico. El 70% del antibiótico se metaboliza en el hígado mediante oxidación microsomal en el citocromo P-450 CYP 34A y se elimina principalmente por heces (75%) en forma de varios metabolitos inactivos (Tablas 2 a 4) (5).

Experiencia Clenida

Hasta la fecha se han realizado varios ensayos clínicos internacionales, comparativos y no comparativos, en fase III. En la faringoamigdalitis, la telitromicina, en dosis única de 800 mg/24 horas durante cinco días, se ha comparado con fenoximetilpenicilina (500 mg/8 horas) y claritromicina (500 mg/12 horas) durante diez días, obteniéndose resultados clínicos y microbiológicos similares (6, 7) (Fig. 2). En sinusitis maxilar aguda, la telitromicina (800 mg/24 horas) durante cinco días se comportó de forma similar a una pauta de diez días del mismo antibiótico y que amoxicilina-ácido clavulánico (500-125 mg/8 horas) y cefuroxima axetilo (500 mg/12 horas) también durante diez días (8, 9) (Fig. 3). En la exacerbación de la bronquitis crónica, el tratamiento de cinco días con telitromicina (800 mg/24 horas) ha tenido un efecto parecido al de diez días con amoxicilina-ácido clavulánico (500-125 mg/8 horas) y cefuroxima axetilo (500 mg/12 horas) (10, 11) (Fig. 4). En la neumonía adquirida en la comunidad, la telitromicina durante diez días también ha sido igual de eficaz que el mismo tiempo con amoxicilina (1 g/8 horas), claritromicina (500 mg/12 horas) o trovafloxacino (200 mg/24 horas) (12-14) (Fig. 5).

Figura 2. Eficacia clínica de telitromicina en faringoamigdalitis (6, 7).

Figura 3. Eficacia clínica de telitromicina en sinusitis maxilar aguda (8, 9).

Figura 4. Eficacia clínica de telitromicina en exacerbación de la EPOC (10, 11).

Figura 5. Eficacia clínica de telitromicina en neumonía comunitaria (12-14).

Tolerabilidad

Los efectos adversos de tipo gastrointestinal son los más frecuentes, en particular la diarrea (12,9%) y las náuseas (7,3%). La primera ha sido significativamente mayor que en los comparadores, excepto con amoxicilina-ácido clavulánico. No se han observado prolongaciones de consideración del intervalo QT en el electrocardiograma (4, 15) (Tabla 5).

En cuanto a las interacciones medicamentosas, se han apreciado aumentos de la concentración plasmática y del área bajo la curva de varias veces con fármacos que inhiben el citocromo P-450 CYP3A4, como el itraconazol y el ketoconazol, y con otros que utilizan esta misma vía microsomal, como cisaprida, simvastatina y midazolam (15).

La eliminación es fundamentalmente fecal y parece que no es necesario ajustar la dosis en los pacientes con insuficiencia renal o hepática, ni en los ancianos (4, 15).

Conclusiones

La telitromicina parece constituir una alternativa de primera línea en el tratamiento de las infecciones respiratorias adquiridas en la comunidad (faringoamigdalitis, sinusitis aguda, exacerbación de la bronquitis crónica y neumonía), debido a su actividad frente a la mayoría de los patógenos causantes de estos procesos, incluidos los resistentes a la penicilina y los macrólidos. Su perfil farmacocinético permite una dosis diaria y facilita el cumplimiento terapéutico, y su tolerabilidad es buena.

Los ensayos clínicos que en estos momentos se están realizando y la vigilancia postcomercialización nos darán la verdadera dimensión de la telitromicina en la infección respiratoria comunitaria, que sin duda alguna parece destinada a ocupar un lugar prioritario.

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11. DeAbate, C., Heyder, A., Leroy, B. y cols. Oral telithromycin (HMR3647; 800 mg od) for 5 days is well tolerated and as effective as cefuroxime axetil (500 mg bid) for 10 days in adults with acute exacerbations of chronic bronchitis (AECB). 40th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. American Society for Microbiology, Washington, DC 2000; 471.

12. Hagberg, L., Torres, A., Van Rensburg, D. y cols. Efficacy and tolerability of telithromycin (HMR 3647) vs. high-dose amoxicillin in the treatment of community-acquired pneumonia. 40th Interscience Conference of Antimicrobial Agents and Chemotherapy. American Society for Microbiology, Washington, DC 2000; 490.

13. Tellier, G., Hassman, J., Leroy, B. y cols. Oral telithromycin (HMR3647; 800 mg od) is well tolerated and as effective as oral clarithromycin (500 mg bid) in community-acquired pneumonia (CAP) in adults. 40th Interscience Conference of Antimicrobial Agents and Chemotherapy. American Society for Microbiology, Washington, DC 2000; 471.

14. Pullman, J., Champlin, J., Leroy, B. y cols. Oral telithromycin (HMR 3647; 800 mg OD) for 7-10 days is well tolerated and as effective as oral trovafloxacin (200 mg OD) for 7-10 days in community-acquired pneumonia (CAP) in adults. 40th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. American Society for Microbiology, Washington, DC 2000; 472.

15. Barman, J.A., Figgitt, D.P. Telithromicyn. Drugs 2001; 61: 815-829.

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Conducta terapéutica ante infecciones hospitalarias y de la comunidad por grampositivos

J.M. Aguado

Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid

 

En las presentaciones anteriores se ha comentado en extenso el incremento que están sufriendo las infecciones por grampositivos. En los pacientes neutropénicos, por ejemplo, nos estamos acostumbrando a ver cada vez con más frecuencia pacientes con bacteriemias por microorganismos como Streptococcus viridans, o por otros microorganismos grampositivos menos frecuentes como Corynebacterium jeikeium o Bacillus spp. A continuación comentaremos cuál está siendo la evolución y la tendencia de la etiología y la clínica de las infecciones por grampositivos en el hospital y en la comunidad, de qué nuevas alternativas terapéuticas disponemos frente a ellas y qué conducta terapéutica hemos de seguir.

Los tres patógenos que centran nuestra atención son Streptococcus pneumoniae, como principal agente de infección respiratoria en la comunidad, y Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) y Enterococcus resistente a vancomicina como agentes productores de infección hospitalaria. El problema presentado por la resistencia a los antibióticos de estas bacterias es cada vez más importante y grave, ya que se asocia con incrementos de la mortalidad que, por ejemplo, son evidentes en el caso de la bacteriemia por SARM, condicionando una mortalidad cuatro veces mayor que la de los pacientes cuya infección es por S. aureus sensible a la meticilina, o en la neumonía por SARM, en cuyo caso la mortalidad esperable es 20 veces mayor que si S. aureus es sensible a la meticilina. Para S. pneumoniae no se ha podido demostrar todavía un incremento de la mortalidad en las neumonías causadas por cepas con elevada resistencia a la penicilina, quizá debido al escaso número de casos descritos con CMI muy elevadas de este antibiótico. Sin embargo, se sabe que las cepas de neumococo altamente resistentes a la penicilina producen fracaso terapéutico en los pacientes con meningitis neumocócica con mucha más frecuencia que si la meningitis es causada por una cepa sensible.

Es evidente que la resistencia plantea problemas terapéuticos. En el caso de SARM, el antibiótico usado hasta este momento ha sido mayoritariamente la vancomicina. Conviene recordar, no obstante, que este antibiótico tiene indudables defectos que no lo hacen ideal. En primer lugar, su lenta actividad bactericida condiciona a veces la persistencia de una bacteriemia a pesar de alcanzar concentraciones séricas adecuadas y con CMI dentro del rango de sensibilidad. Por otro lado, en los últimos años se ha demostrado resistencia o sensibilidad intermedia in vitro de cepas de S. aureus y S. epidermidis a los glucopéptidos (GISA), y tolerancia de algunas cepas de S. pneumoniae a la vancomicina. Por último, la vancomicina tiene una serie de efectos secundarios bien conocidos, como la nefrotoxicidad o las reacciones cutáneas.

Existen nuevas opciones terapéuticas para las infecciones por cocos grampositivos multirresistentes. En las infecciones hospitalarias por SARM y enterococos resistentes a los glucopéptidos, los dos antibióticos de que disponemos son la quinupristina-dalfopristina y el linezolid.

La quinupristina-dalfopristina es una alternativa al tratamiento con glucopéptidos. El espectro de este nuevo antibiótico se extiende a cocos grampositivos incluyendo cepas resistentes de Enterococcus faecium, pero no de Enterococcus faecalis, bacilos grampositivos y algunos patógenos respiratorios intracelulares. Ciertos efectos adversos, como la aparición de frecuentes flebitis si se infunde a través de una vía venosa periférica, dificultan su uso, si bien este problema puede ser superado administrando el fármaco por una vía central.

El linezolid constituye también una nueva alternativa a los glucopéptidos. Sería de elección en el tratamiento de las infecciones leves a moderadas por estos microorganismos, ya que puede administrarse por vía oral (con una biodisponibilidad similar a la de la vía intravenosa), pero también permitiría la terapia secuencial en caso de infecciones más graves, lo que lo convierte en una gran expectativa terapéutica en la infección relacionada con catéter venoso. Es activo frente a cocos grampositivos, incluyendo cepas resistentes (SARM, neumococo resistente a penicilina, enterococo resistente a vancomicina), bacilos grampositivos y algunos patógenos respiratorios, así como algunos anaerobios como Peptostreptococcus, Prevotella, Fusobacterium nucleatum). Está indicado en el tratamiento de la neumonía adquirida en la comunidad, la neumonía nosocomial y la infección de piel y partes blandas. El efecto adverso más preocupante de este antibiótico es su potencial capacidad mielosupresora, si bien este efecto parece reversible una vez retirado el fármaco.

En la infección comunitaria también contamos con nuevas opciones terapéuticas frente a la infección por grampositivos, fundamentalmente con quinolonas (levofloxacino y moxifloxacino) y telitromicina. Este último antibiótico es una excelente alternativa a los macrólidos en la infección respiratoria.

En este terreno de la infección respiratoria por grampositivos se plantea la duda de si elegir antibióticos refrendados por su largo uso, como son los betalactámicos y los macrólidos, o bien los nuevos antibióticos (quinolonas o telitromicina) cuya eficacia in vitro es superior a la de los previos, pero con los que existe una menor experiencia. En este sentido, cada clínico deberá elegir según las consideraciones particulares de cada caso. Existe un miedo a que el empleo indiscriminado de estos nuevos antibióticos, especialmente de fluoroquinolonas, dispare la resistencia de los grampositivos a estos antibióticos. Hay que decir, sin embargo, que a pesar de estar en uso desde hace ya varios años, la resistencia a las quinolonas en los grampositivos no se ha incrementado o lo ha hecho muy levemente si lo comparamos con lo que ha sucedido con los macrólidos o los betalactámicos, y con lo que ocurre con la resistencia a las quinolonas de los gramnegativos, que en España ha aumentado sustancialmente. Tanto las nuevas quinolonas como la telitromicina tienen un espectro tan amplio que son fármacos difícilmente mejorables para el tratamiento de la infección respiratoria adquirida en la comunidad.

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Indice revista

1998 Estrategias de inhibición de mecanismos de resistencia



Inhibición de mecanismos de permeabilidad y bombeo .

J.L. Martínez

Centro Nacional de Biotecnología (CSIC), Campus UAM, Cantoblanco, Madrid.

Uno de los mayores problemas para el tratamiento de las infecciones debidas a ciertas familias de bacterias es su baja sensibilidad intrínseca a distintos antibióticos. Esto es particularmente grave en el caso de patógenos oportunistas como Pseudomonas y otros géneros bacterianos filogenéticamente cercanos y que dan cuenta de un porcentaje elevado de las infecciones hospitalarias. El punto de vista tradicional indicaba que el motivo por el cual estas bacterias eran poco sensibles a los antibióticos era su baja permeabilidad a distintos compuestos (1).

Sin embargo, más recientementemente se ha visto que la explicación no es tan sencilla. A finales de los años 1980 se describió por vez primera la existencia de sistemas capaces de expulsar de un modo activo a los antibióticos hacia el exterior de las bacterias, y desde mediados de la presente década se ha venido caracterizando un número cada vez mayor de dichos sistemas. Los sistemas de bombeo de antibióticos en las bacterias gramnegativas constan de tres proteínas: una presente en la membrana citoplásmica, otra en la membrana externa y otra que actúa como unión entre ambas. El sistema está acoplado, para su funcionamiento, al potencial de membrana. En el caso de las bacterias grampositivas el sistema es más sencillo, con una única proteína implicada en el transporte de fármacos, cuya actividad es dependiente de ATP. Es de notar que estos sistemas de transporte son muy homólogos, tanto estructural como funcionalmente, a sistemas de transporte de fármacos implicados en la resistencia a agentes anticancerígenos. Otro aspecto importante de los sistemas de bombeo de antibióticos es que tienen un rango de sustrato muy amplio, recibiendo en consecuencia el nombre de Multi-Drug-Resistance systems (MDR) (2).

En cuanto a su distribución, hay sistemas que sólo están presentes en algunas cepas de una especie bacteriana, pero la gran mayoría se encuentran en el genoma de todos los individuos pertenecientes a dicha especie (3). En nuestro laboratorio hemos demostrado que los tres sistemas de bombeo descritos hasta el momento en P. aeruginosa están presentes tanto en cepas de origen clínico como de origen medioambiental (datos no publicados). Asimismo, hemos demostrado la existencia de sistemas MDR, inducibles por metales pesados, en enterobacterias de origen medioambiental (4). Esto da idea de que los sistemas de bombeo son ubicuos y, de hecho, el análisis de secuencias completas de microorganismos indica su presencia en los cromosomas de todas las bacterias caracterizadas. La única diferencia entre cepas resistentes y sensibles consiste en que, en las primeras, el sistema MDR se expresa de modo constitutivo como consecuencia de mutaciones en sus elementos reguladores. Por otra parte, a pesar de que los sistemas MDR no se expresan en condiciones habituales de cultivo en el laboratorio, cabe destacar que han de tener una función in vivo. Su expresión ha de ser inducible bajo ciertas condiciones, y esto puede producir fenómenos de resistencia fenotípica en el punto de la infección, no detectables mediante técnicas rutinarias de análisis en el laboratorio (5).

El hecho de que los sistemas MDR sean ubicuos e intervengan en el bombeo de numerosos antibióticos los convierte en blancos ideales para la búsqueda de nuevos inhibidores bacterianos, capaces de hacer a las bacterias que portan estos sistemas más sensibles a los antibióticos actualmente existentes en el repertorio clínico. Se ha determinado también que mutantes de Escherichia coli y P. aeruginosa en los cuales se han inactivado sistemas MDR se hacen más sensibles a distintos antibióticos. Estos datos indican que los inhibidores de sistemas MDR pueden tener interés terapéutico, y no sólo para el tratamiento de la infeccion, sino para evitar la emergencia de mutantes resistentes que requieran una doble mutación para producir su fenotipo. En este sentido se ha descrito que el tratamiento con reserpina, un inhibidor de los sistemas de bombeo de bacterias grampositivas, disminuye la frecuencia de emergencia de mutantes resistentes a las quinolonas en dichas bacterias (6). Por otra parte, se ha visto que en la mayor parte de los aislamientos clínicos la resistencia a las quinolonas está asociada a la presencia de mutaciones en topoisomerasas conjuntamente con una sobreexpresión de sistemas MDR, lo cual indica que probablemente son necesarias ambas mutaciones para dar lugar a una resistencia de relevancia clínica (7).

A pesar del interés que pueden tener, no existen todavía inhibidores de sistemas de bombeo con aplicación terapéutica, aunque hay compañías farmacéuticas que están trabajando de modo muy activo para conseguirlos. Los futuros inhibidores podrían ser de tres clases:

a) Inhibidores de la fuente de energía requerida para el funcionamiento de los sistemas MDR: inhibidores del potencial de membrana (CCCP) o de la actividad ATPasa (reserpina) que se utilizan en el laboratorio en la actualidad para caracterizar los sistemas MDR, pero su alta toxicidad hace que no sean adecuados para uso terapéutico.

b) Inhibidores directos de las bombas: moléculas que interaccionarían con las bombas inactivándolas irreversiblemente de un modo semejante a los inhibidores de betalactamasas. En nuestro grupo hemos obtenido anticuerpos específicos contra un sistema de bombeo de Stenotrophomonas maltophilia y su uso permite disminuir los valores de CMI de distintos antibióticos.

c) Inhibidores de los sistemas reguladores de la expresión de las bombas. La expresión de los sistemas MDR tiene una regulación compleja que se conoce poco. Se sabe, por ejemplo, que en algunos casos su expresión se activa por salicilato. La utilización de análogos estructurales capaces de unirse al activador, pero impidiendo que actúe como tal, podrían ser de utilidad para la inhibición de los sistemas MDR.

Como resumen cabe destacar que el desarrollo de inhibidores de MDR prodría contribuir de modo muy significativo a mejorar la actividad de los antibióticos que se utilizan en la actualidad. Dado que los sistemas MDR tienen una funcionalidad, que no conocemos, distinta de la resistencia a antibióticos, estos inhibidores incluso podrían tener una actividad antibacteriana directa.

Bibliografía

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Mecanismos de inhibición debetalactamasas.

M.J. Fresnadillo

Departamento de Microbiología, Hospital Universitario, Salamanca.

La producción de betalactamasas constituye el principal mecanismo de resistencia a los antibióticos betalactámicos, fundamentalmente en gramnegativos, y ha motivado que gran parte de los esfuerzos, en el ámbito de estos antimicrobianos, se haya centrado en el diseño de estrategias encaminadas a neutralizar y contrarrestar su acción. Las desarrolladas hasta la actualidad incluyen la síntesis de análogos estables a la degradación enzimática, el desarrollo de preparados con poca afinidad por las betalactamasas, el empleo de sustancias bloqueantes y la utilización de inhibidores de betalactamasas en combinación con "auténticos antimicrobianos", a los que protegen de la inactivación enzimática.

Las primeras aproximaciones en la lucha contra las betalactamasas se realizaron durante los años 1940 y 1950, e incluyeron el empleo de un suero antibetalactamasa (1) y de diversos compuestos orgánicos (laurilsulfato, benzoato y sulfanilato sódicos, xilocaína, 2 bencilimidazol, etc.), pero los resultados fueron desalentadores (2) (incluso, en el caso del suero antibetalactamasa, se produce una activación de determinadas enzimas) (3) y no se logró encontrar ningún agente clínicamente utilizable. El descubrimiento de la cefalosporina C (4) y de las primeras penicilinas semisintéticas (meticilina, nafcilina e isoxazolpenicilinas) marca el verdadero comienzo del desarrollo de los inhibidores de betalactamasas, ya que se muestran estables a la hidrólisis y actúan como inhibidores competitivos al asociarse a un betalactámico lábil. Sin embargo, esta estrategia carece de utilidad práctica porque las penicilinas antiestafilocócicas atraviesan con gran dificultad la pared de los bacilos gramnegativos y por tanto no llegan al espacio periplásmico, donde se encuentran las enzimas. A pesar de este "fracaso", los resultados obtenidos animaron a diversos grupos de investigadores a dirigir sus esfuerzos a la búsqueda de moléculas con capacidad inhibitoria frente a las betalactamasas. Así, en 1967 se inicia en los Laboratorios Beecham un programa de investigación encaminado a detectar metabolitos microbianos con actividad inhibitoria de betalactamasas, que tuvo como consecuencia el descubrimiento de los ácidos olivánicos a partir de una cepa de Streptomyces olivaceus (5) y del ácido clavulánico producido por Streptomyces clavuligerus (cepa ATCC 27064) (6). El ácido clavulánico muestra escasa actividad antimicrobiana pero una importante capacidad de inhibir algunas betalactamasas, por lo que se convirtió en el prototipo de molécula con dicha función y "validó" la eficacia de esta estrategia.

Con posterioridad se descubrieron otros inhibidores: en 1978 el sulbactam (Barth en laboratorios Pfizer), en 1980 la sultamicilina (Bigham) (un doble éster o profármaco mutuo de sulbactam y ampicilina) y en 1984 el tazobactam (Micetich para laboratorios Taiho). Los derivados halogenados del ácido penicilánico, ácidos 6b-bromo (brobactam) y 6ß-iodo penicilánico también son buenos inhibidores de betalactamasas, comparables al ácido clavulánico, aunque aún no se han introducido en clínica. El ácido 6b-cloro penicilánico posee menor capacidad de inhibición. Sin embargo, la diana prioritaria de todas estas moléculas son las betalactamasas de la clase A, por lo que la investigación continúa, fundamentalmente encaminada hacia la búsqueda de moléculas con actividad frente a las clases B y C. Así, los últimos compuestos estudiados, todos con estructura betalactámica y pertenecientes a diferentes grupos [carbacefémicos (RO 485545, RO488724, RO 488391), sulfonas del ácido penicilánico (SYN 1849, SYN 1852, SYN 1903, RO 481220, RO 481256, CL 186190, GD 40), derivados halogenados (GD 40), monobactámicos (RO 481256, EP 508234, JP 93186468, SYN 2190), etc.] muestran una capacidad inhibitoria frente a las betalactamasas plasmídicas y cromosómicas de la clase C mayor que la del ácido clavulánico, el sulbactam y el tazobactam, y se han descrito compuestos (LL10G568a, LL10G568b, diferentes derivados del ácido mercaptoacético) que inhiben metaloenzimas hidrolizantes de carbapenémicos y cefamicinas (betalactamasas de la clase B) (7-10).

Las moléculas que actúan como inhibidores de betalactamasas pueden hacerlo según un mecanismo competitivo, si el inhibidor y el sustrato (betalactámico sensible a betalactamasas) compiten por el lugar activo de la enzima, o no competitivo. La inhibición competitiva tiene lugar con moléculas que poseen estructura química betalactámica. Puede producirse por dos mecanismos fundamentales: formación de complejos enzima-sustrato sin o con interacciones químicas (reversible e irreversible) y "bloqueo " por sustratos "pobres" o "perezosos" que son degradados muy lentamente (sustratos competitivos). Se comportan de esta forma las penicilinas antiestafilocócicas (meticilina, nafcilina e isoxazolpenicilinas), la temocilina, las cefamicinas, el aztreonam, los carbapenémicos, etc. (10).

A su vez, la inhibición puede ser reversible si la enzima recupera su acción después de desligarse del inhibidor (isoxazolpenicilinas) e irreversible si la enzima permanece inactiva incluso después de liberarse del inhibidor, debido a que se produce una alteración química y conformacional de la enzima. A este último grupo pertenecen diversas sustancias que reaccionan covalentemente con aminoácidos de la enzima, inhibidores dirigidos al grupo activo de la enzima y un grupo conocido como inhibidores "suicidas" porque en el proceso se autodestruyen. El ácido clavulánico, el sulbactam y el tazobactam se comportan eminentemente como inhibidores suicidas, aunque sus características cinéticas pueden verse modificadas dependiendo de la enzima. El tipo de inhibición que producen es, a su vez, competitiva por motivos estructurales, selectiva y progresiva en función del tiempo y de la concentración de inhibidor (11).

El primer paso de la reacción entre betalactamasa e inhibidor suicida es el posicionamiento de la molécula del inhibidor en el centro activo de la enzima. El inhibidor y el grupo catalítico no sólo deben estar próximos sino también alineados convenientemente, de modo que pueda formarse un complejo previo a la acilación. Las uniones son débiles y se establecen mediante puentes de hidrógeno y uniones electrostáticas, por lo que este complejo tiene carácter reversible. El ataque nucleofílico del grupo carbonil del inhibidor por el OH de la serina 70 en conjunción con los radicales activos del glutámico 166, la lisina 73, la serina 130 y la lisina 234 (en las betalactamasas del grupo A) y la posterior rotura del anillo no betalactámico dan lugar a la formación de un complejo covalente acil-enzima, a varios compuestos de transición y a compuestos lineales, sin actividad enzimática e irreversibles debido a la ausencia de un paso de desacilación, existente en el ataque a sustratos sensibles, necesario para la regeneración de la enzima (12-14).

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Mecanismos de resistencia a betalactámicos-inhibidores de betalactamasas.

J. Blázquez

Servicio de Microbiología, Hospital Ramón y Cajal, Madrid.

La hidrólisis enzimática, las mutaciones en las dianas (PBP), las bombas de flujo y las mutaciones que impiden o reducen la entrada del antibiótico constituyen los principales mecanismos de resistencia a los antibióticos betalactámicos en las bacterias patógenas. A pesar de la diversidad de mecanismos, el más común es la presencia de enzimas capaces de hidrolizar el anillo betalactámico, las betalactamasas, y convertir a estos antibióticos en inactivos. Durante años se ha tratado de evitar la resistencia a los betalactámicos mediante el desarrollo de nuevas moléculas, ya sean resistentes a la hidrólisis (como las cefalosporinas de tercera generación) ya sean inhibidoras de la actividad hidrolítica (como el ácido clavulánico). La evolución y diseminación de las betalactamasas parece ser consecuencia de la evolución y el consumo de antibióticos betalactámicos. La gran cantidad de variantes de betalactamasas que existe da idea de la enorme presión selectiva a que han sido sometidas. Se conocen, por ejemplo, más de 60 variantes de betalactamasas de tipo TEM, fruto solamente de entre uno y cinco cambios en las secuencias de TEM-1 o TEM-2 (1, 2). Con estos pocos cambios, las betalactamasas de tipo TEM son capaces de ampliar su espectro de sustratos (betalactamasas de espectro ampliado, BLEA), hidrolizando las nuevas moléculas desarrolladas precisamente para evitar dicha hidrólisis.

Como en el caso de las cefalosporinas de tercera generación, las bacterias patógenas han respondido al desarrollo y uso de los inhibidores de betalactamasas. La resistencia a los inhibidores de betalactamasas en patógenos productores de este tipo de enzimas se debe principalmente a dos mecanismos: betalactamasas variantes con sensibilidad disminuida (3) o hiperproducción de la enzima (4). Además, estos dos mecanismos pueden aparecer unidos a otros, como una disminución de la entrada del inhibidor y la presencia de bombas de flujo. De forma similar a las BLEA, uno o varios cambios en determinadas posiciones de estas enzimas las convierten en más resistentes a la acción de los inhibidores. Hasta hace muy poco, la resistencia a las nuevas cefalosporinas y la resistencia a los inhibidores se encontraba segregada en este tipo de enzimas. Incluso, y debido a los resultados obtenidos en el laboratorio con genes híbridos, se pensó en la imposibilidad de la coexistencia de los dos tipos de mutaciones en la misma molécula de proteína. Desgraciadamente ya se ha descrito la primera betalactamasa de tipo TEM con actividad aumentada contra las cefalosporinas de tercera generación y sensibilidad disminuida a los inhibidores de betalactamasas (5). La experiencia de los últimos años nos demuestra que, debido a la gran capacidad de variación y adaptación que poseen los microorganismos, es muy posible que estas betalactamasas mutantes se encuentren con frecuencia en un futuro y que además sean cada vez más eficaces.

El mundo microbiano ha sabido responder a cada una de las estrategias empleadas para luchar contra la producción de betalactamasas. Sin embargo, a pesar del desarrollo de un enorme número de variantes enzimáticas, las bacterias poseen aún otro recurso: las betalactamasas de clase C. Estas enzimas, codificadas en el cromosoma de muchos gramnegativos y de la mayor parte de las enterobacterias, poseen la capacidad de hidrolizar cefalosporinas de tercera generación y son, además, naturalmente resistentes a la inhibición por los inhibidores clásicos. Además, la producción de la mayoría de estas enzimas es inducible indirectamente por la acción de los betalactámicos, e incluso por los inhibidores de betalactamasas. El ácido clavulánico, por ejemplo, ejerce una acción paradójica sobre la producción de la enzima AmpC en algunos gramnegativos como Enterobacter cloacae: a pesar de inhibir sólo débilmente la actividad de AmpC, es capaz de inducir la transcripción del gen (AmpC) que codifica para la betalactamasa cromosómica. La creciente aparición de aislamientos clínicos portadores de betalactamasas de tipo AmpC codificadas en plásmidos (6), y por lo tanto transmisibles entre diferentes cepas, junto con el aislamiento de las primeras variantes naturales de AmpC con actividad incrementada contra cefalosporinas (7, 8), complica todavía más el panorama para los antibióticos betalactámicos y los inhibidores de betalactamasas. Además, se ha demostrado que no se puede descartar la aparición de variantes de AmpC capaces de conferir resistencia a las cefalosporinas de cuarta generación (9). Se hace necesario, por lo tanto, el desarrollo de nuevas moléculas inhibidoras que actúen sobre las betalactamasas de tipo AmpC. Para ser completamente eficaces, estas nuevas moléculas no deberían ser afectadas por los mecanismos habituales de resistencia a los inhibidores betalactámicos, como mutaciones en porinas, bombas de flujo y adquisición de mutaciones enzimáticas que disminuyan la afinidad por la molécula. Según esto, parece adecuado el estudio y desarrollo de inhibidores no betalactámicos de betalactamasas de tipo AmpC (10).

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Farmacodinamia y actividad no enzimática de los inhibidores de betalactamasas

L. Aguilar1, M.J. Giménez1 y M. Gómez-Lus2

1Departamento Médico, SmithKline Beecham, S.A., Madrid; 2Departamento de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad Complutense, Madrid.

El objetivo de la farmacodinamia como disciplina es estudiar las interacciones de fármaco y diana (1). En el caso de los inhibidores de betalactamasas, como su propio nombre indica, la diana de actuación es dicha enzima bacteriana. Sin embargo, para completar el estudio de la acción de estos compuestos, entre los que cabe destacar al ácido clavulánico, como estrategia de inhibición de los mecanismos de resistencia bacterianos, parece necesario explorar su acción sobre la diana celular, a pesar de su nulo efecto antibacteriano clásico propio (2), así como el efecto sobre la acción de los fagocitos polimorfonucleares como primera línea de defensa antibacteriana.

Desde un punto de vista farmacodinámico se ha investigado la acción antienzimática del ácido clavulánico (efecto de concentraciones variables que simulan las concentraciones séricas obtenidas a lo largo del intervalo de dosificación) sobre la actividad betalactamasa bacteriana considerando tres aspectos:

1) Decremento de la actividad betalactamasa a lo largo del tiempo. Este decremento se obtuvo con ácido clavulánico, a pesar del mantenimiento de la viabilidad bacteriana, en experimentos realizados con Haemophilus influenzae y Staphylococcus aureus (3).

2) Efecto postbetalactamasa (definido como decremento de la actividad betalactamasa con respecto a un control tras la desaparición del inhibidor del medio). El ácido clavulánico ha demostrado presentar un efecto postbetalactamasa superior a cuatro horas para H. influenzae y S. aureus (3).

3) Mantenimiento del efecto postantibiótico por el efecto postbetalactamasa (anteriormente definido) y la presencia de concentraciones subinhibitorias del antibiótico, traduciéndose en un mantenimiento del decremento de la viabilidad bacteriana a lo largo del tiempo (S. aureus sensible y resistente a meticilina) (4, 5).

Las acciones no enzimáticas del ácido clavulánico sobre la diana celular que han sido detenninadas son:

1) Retraso con respecto al control en el tiempo de generación de S. aureus (4) y Streptococcus pneumoniae resistente a penicilina (6).

2) Aumento del enlentecimiento del crecimiento de S. pneumoniae producido por concentraciones subinhibitorias de amoxicilina (7).

3) Incremento de la velocidad y la magnitud de la actividad bactericida de la amoxicilina frente a S. pneumoniae resistente a penicilina (7).

4) Aumento de la velocidad de acción bactericida de la amoxicilina sobre la subpoblación resistente de S. aureus heterorresistente (5).

5) Disminución de la CMI de amoxicilina en cepas de H. influenzae no productor de betalactamasa que presentan elevada CMI (8).

Por último, el efecto del ácido clavulánico sobre la acción de los polimorfonucleares en una cepa de S. pneumoniae resistente a penicilina, en presencia de suero humano no inactivado, ha sido estudiada con respecto a:

1) Decremento del inóculo inicial de S. pneumoniae resistente a penicilina en presencia de polimorfonucluares, suero humano y concentraciones fisiológicas de ácido clavulánico (6).

2) Decremento de la viabilidad bacteriana de S. pneumoniae resistente a penicilina por concentraciones subinhibitorias de amoxicilina-ácido clavulánico en presencia de polimorfonucleares y suero humano (7).

3) Consecución de actividad bactericida (definida como una reducción >99% del inóculo inicial) frente a S. pneumoniae resistente a penicilina por parte de concentraciones fisiológicas de amoxicilina-ácido clavulánico tras una hora de incubación en presencia de polimorfonucleares y suero humano (7).

Las acciones no enzimáticas del ácido clavulánico sobre S. pneumoniae se basan en la acción de éste sobre la PBP3 (diana no lítica) (9), desestructurando la pared y favoreciendo la actuación de la amoxicilina, la opsonofagocitosis y la muerte intracelular por lisozima (10)..

Las acciones no enzimáticas del ácido clavulánico en presencia o ausencia de factores defensivos del huésped podrían explicar el recientemente descrito (11) aumento de la actividad in vivo frente a S. pneumoniae de amoxicilina-ácido clavulánico en comparación con amoxicilina.

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Problemas de la detección de resistencia a betalactámicos-inhibidores de betalactamasasen el laboratorio

F.J. Castillo García

Servicio de Microbiología, Hospital Clínico Universitario, Zaragoza.

Aunque hay varios mecanismos bioquímicos que pueden explicar la resistencia a los betalactámicos en los bacilos gramnegativos, la biosíntesis de betalactamasas es el más importante. Para superar este problema una de las estrategias más eficaces consiste en la combinación de betalactámicos con inhibidores suicidas de betalactamasas. Así disponemos en la clínica de diferentes inhibidores de betalactamasas (ácido clavulánico, sulbactam, tazobactam) que son particularmente activos frente a las betalactamasas plasmídicas.

La resistencia a la asociación de betalactámicos e inhibidores de betalactamasas fue descrita por primera vez en nuestro país en 1987 (5). Circunscrita inicialmente a Escherichia coli, se ha observado más recientemente en algunas cepas de Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Shigella flexneri y Haemophilus influenzae (7, 12). En E. coli, especie en la que sin duda la resistencia ha alcanzado una mayor difusión, se han descrito varios mecanismos causantes de la disminución de sensibilidad a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas:.

1) Hiperproducción de betalactamasa cromosómica del grupo 1, que es menos sensible que las enzimas del grupo 2 a la acción de los inhibidores de betalactamasas. En algunas cepas la producción de esta betalactamasa está constitutivamente desreprimida por mutaciones en AmpC o por la adquisición de un promotor más fuerte (13). La existencia de cepas que han adquirido la capacidad de producir AmpC vía plásmidos a partir del cromosoma de otras bacterias, tales como Citrobacter sp. o Enterobacter sp., puede expandir en el futuro este mecanismo de resistencia.

2) Algunas betalactamasas plasmídicas, como OXA-1, son menos sensibles que las betalactamasas tipo TEM a la inhibición por inhibidores de betalactamasas, de modo que las cepas que producen estas enzimas son con más frecuencia resistentes a las asociaciones de betalactámicos e inhibidores de betalactamasas (15).

3) La hiperproducción de betalactamasas plasmídicas de amplio espectro del grupo 2b no modificadas (TEM-1, TEM-2, SHV-1) es un mecanismo muy frecuente de resistencia, que puede deberse a la presencia de plásmidos multicopia o a la existencia de un promotor más potente (8, 10).

4) La modificación en las proteínas de membrana externa OmpF y/o OmpC, que limitan la penetración de las asociaciones de betalactámicos e inhibidores de betalactamasas, en conjunción con la producción de betalactamasas también confieren resistencia (10).

5) Desde que se identificaron por primera vez en 1989, en Francia y en España (1, 2), se han descrito numerosas mutantes de TEM-1 o TEM-2 (TEM-30 a TEM-41, TEM-44, TEM-45) con modificaciones puntuales en la secuencia de aminoácidos de la enzima que se traducen en una sensibilidad sustancialmente reducida frente a los inhibidores de betalactamasas. Solo hay un informe de un aislamiento clínico en Grecia que posea una IRBL derivada de SHV, la SHV-10 (9). Pertenecen al grupo 2br y se las conoce con el nombre de IRT (inhibitor resistant TEM) o IRBL (inhibitor resistant TEM betalactamases).

Mientras que los mecanismos de resistencia de las otras categorías se encuentran prácticamente circunscritos a E. coli, el potencial de difusión epidémica inherente a un mecanismo de codificación plasmídica, como es la síntesis de IRBL, representa un peligro considerablemente mayor para la actividad de las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas.

Estudios epidemiológicos llevados a cabo en diferentes países europeos han evidenciado que la frecuencia de cada mecanismo de resistencia varía de unas zonas a otras, lo que podría estar en relación con el diferente uso que se hace de los antibióticos betalactámicos en los distintos países (12). La vigilancia en el laboratorio de microbiología clínica del estado de la resistencia a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas y el conocimiento de los mecanismos involucrados son fundamentales para garantizar la eficacia clínica e influir en el uso de los diferentes antibióticos betalactámicos en la comunidad y en el medio hospitalario. Ahora bien, para conseguir este objetivo existen algunas dificultades, como la variabilidad en los resultados consecuencia de las diferencias existentes en la metodología utilizada por los distintos laboratorios. Este problema adquiere más importancia si consideramos la relativa frecuencia con que las cepas presentan una disminución de sensibilidad más que valores de CMI pertenecientes a la categoría de resistentes, lo que puede llevar a subestimar la importancia real del problema (13).

La metodología usada para probar la sensibilidad bacteriana a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas, y en particular a amoxicilina-ácido clavulánico, no está universalmente homologada. Ello lleva a probar este compuesto tanto con una concentración fija de ácido clavulánico (2 µg/ml) como manteniendo una proporción 2:1 entre la amoxicilina y el ácido clavulánico. Cuando se prueban las mismas cepas en las mismas condiciones los resultados varían notablemente según se use la concentración fija o la proporcional del inhibidor. Así, con la relación 2:1 siempre se obtiene mayor porcentaje de cepas sensibles (14). Por tanto, este método puede subestimar el índice global de resistencia y, eventualmente, inducir algún fracaso terapéutico. Si queremos vigilar eficientemente la aparición de cepas portadoras de IRBL, conviene no olvidar que su detección es más probable si se usa una concentración fija de inhibidor en las pruebas de sensibilidad (14).

La lectura interpretativa del fenotipo de resistencia constituye un método universalmente asequible y puede resultar muy útil, al menos para hacer una selección preliminar de las cepas que nos ayude a sospechar el mecanismo de resistencia involucrado y a elegir el método de confirmación que sea necesario.

Cuando la resistencia a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas se debe a la sobreproducción de la cefalosporinasa cromosómica del grupo 1, el patrón de resistencia incluye aminopenicilinas, amoxicilina-ácido clavulánico, cefalosporinas de primera y segunda generación y cefamicinas. Se elevan discretamente las CMI de las carboxipenicilinas y ureidopenicilinas, y pueden encontrarse cepas con sensibilidad disminuida a todos los betalactámicos excepto los carbapenémicos (11). La cloxacilinasa OXA-1 no es tan bien inhibida como la TEM-1 por los diferentes inhibidores de betalactamasas. La hiperproducción de esta enzima, además de elevar la CMI de amoxicilina-ácido clavulánico, disminuye la sensibilidad a la cefpiroma (2-8 µg/ml) y a la cefotaxima (0,5-2 µg/ml), sin afectar a la ceftazidima ni al aztreonam (6). Se puede sospechar su presencia en cepas resistentes a aminopenicilinas, carboxipenicilinas y asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas, y en sensibles a cefalotina (15). El fenotipo de las cepas hiperproductoras de betalactamasas del grupo 2b incluye CMI muy elevadas para aminopenicilinas, carboxipenicilinas, ureidopenicilinas y en menor grado para la amoxicilina-ácido clavulánico y las cefalosporinas de primera y segunda generación.

Puede producirse también un ligero aumento de las CMI de ceftazidima y aztreonam (6).

Las cepas productoras de IRBL son resistentes a las penicilinas de amplio espectro, solas y en combinación con inhibidores de betalactamasas. Se mantienen sensibles a las cefalosporinas de primera y segunda generación y a las cefamicinas. La resistencia a amoxicilina-ácido clavulánico, junto con la sensibilidad completa a la cefazolina y la cefoxitina, sugieren la presencia de un mecanismo enzimático de resistencia diferente de la hiperproducción de TEM o de las alteraciones de la membrana (2, 3).

La determinación del punto isoeléctrico (pI) mediante isoelectroenfoque analítico es de gran ayuda para confirmar la interpretación fenotípica. Así, las betalactamasas TEM-1, TEM-2 y OXA-1 tienen pI de 5,4, 5,6 y 7,4, respectivamente. Las IRBL tienen pI de 5,4 o 5,2 y las cepas hiperproductoras de betalactamasa cromosómica tienen pI superiores a 8 (3, 4, 13).

Más complicada y laboriosa resulta la determinación de los parámetros cinéticos de las diferentes betalactamasas, así como la secuenciación y la oligotipificación de los genes que codifican la betalactamasa, que resulta obligada para definir las sustituciones en la secuencia de los aminoácidos y con ello la identificación de IRBL conocidas y la caracterización de nuevas enzimas. Recientemente se ha descrito una técnica de biología molecular capaz de detectar modificaciones genéticas, que utilizando un amplio grupo de enzimas como patrón permite una rápida identificación de los genes plasmídicos implicados en la resistencia enzimática a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas en enterobacterias (12).

La presencia en una cepa de diversos mecanismos de resistencia al mismo antimicrobiano no es un hecho infrecuente y, sin duda, complica su estudio. Así, cepas productoras de betalactamasas de espectro ampliado a menudo producen también betalactamasas tipo TEM o SHV, y si estas enzimas clásicas se sintetizan en suficiente cantidad pueden producir resistencia a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas y con ello fenotipos de más difícil lectura. Recientemente ha sido identificada en Francia (11) una mutante compleja de la betalactamasa TEM-1 con mutaciones localizadas tanto en la IRBL TEM-33 como en la betalactamasa de espectro ampliado TEM-15 en una cepa de E. coli. Esta enzima confiere resistencia de muy bajo grado a los inhibidores de betalactamasas y de bajo grado a las cefalosporinas de espectro ampliado. Además, el test de sinergia de doble disco fue débilmente positivo. Presentaba por tanto un fenotipo inusual, que inicialmente sugería la presencia de varias betalactamasas o la combinación de diferentes mecanismos de resistencia a betalactámicos, cuando en realidad se trataba de una mutante compleja que combina mutaciones causantes de resistencia a los inhibidores (Leu-69 y Asp-276) y mutaciones causantes de actividad de espectro ampliado (Lis-104 y Ser-238). Es posible que estas mutantes no sean muy rentables para los microorganismos que las albergan, ya que probablemente fuera más beneficioso para la cepa portadora producir simultáneamente dos mutantes de TEM diferentes, una de espectro ampliado y otra IRBL, que producir una mutante doble. Si cada mutante confiriera su propio fenotipo de resistencia, podría esperarse resistencia de alto grado tanto a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas como a las cefalosporinas de espectro ampliado (11).

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Evolución de la resistencia a betalactámicos-inhibidores de betalactamasas.

J.I. Alós

Servicio de Microbiolobía, Hospital de Móstoles, Madrid.

Desde la década de 1980 se han usado las asociaciones de betalactámicos e inhibidores de betalactamasas para restablecer la actividad de los betalactámicos frente a patógenos tan importantes en humanos como Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Haemophilus influenzae y Neisseria gonorrhoeae. Sin embargo, al poco de la introducción en clínica de las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas, e incluso antes, se encontraron cepas de E. coli resistentes a la amoxicilina-ácido clavulánico. En E. coli existen varios mecanismos de resistencia a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas. Uno de ellos es la producción de cantidades elevadas de la betalactamasa TEM-1, la mas común en esta especie, generalmente debida a pequeños plásmidos multicopia o a mutaciones en el promotor. Alteraciones de la permeabilidad por modificación de las porinas junto con una producción "normal" de TEM-1 constituyen otro mecanismo. Otra posibilidad es la hiperproducción de su betalactamasa cromosómica, al no ser ésta sensible a los inhibidores de betalactamasas. También se ha descrito la producción de betalactamasa plasmídica del tipo OXA-1, mucho menos sensible a la inhibición por los inhibidores de betalactamasas que las del tipo TEM o SHV. Por último, en años recientes han surgido betalactamasas con afinidad disminuida por los inhibidores de betalactamasas (betalactamasas resistentes a inhibidores, BLRI). Las BLRI presentan propiedades cinéticas alteradas en su interacción tanto con los betalactámicos como con los inhibidores de betalactamasas. Los primeros ejemplos de BLRI se dieron en mutantes conseguidos en el laboratorio con oligonucleótidos degenerados. Las enzimas, derivadas de TEM-1, presentaban sustituciones de la metionina de la posición 69 (esquema de numeración de Ambler) por aminoácidos alifáticos hidrófobos tales como la leucina, la valina o la isoleucina. Poco después se aislaron de muestras clínicas las primeras cepas con BLRI. En E. coli han surgido como resultado de mutaciones únicas o múltiples en los genes estructurales de las betalactamasas TEM-1 y TEM-2 y, más raramente, de SHV y de OXY. En aquéllas derivadas de TEM-1 o de TEM-2, sustituciones de aminoácidos en las posiciones 69, 244, 275 y 276, solas o en combinación con otras, se consideran la causa de la resistencia a los inhibidores de betalactamasas.

En E. coli la incidencia y los mecanismos de resistencia a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas varían mucho según el lugar geográfico. En un estudio realizado en Londres con cepas aisladas entre 1990 y 1994 se encontró que aproximadamente el 5% (el 10% a 15% de las resistentes a ampicilina) eran resistentes o intermedias a amoxicilina-ácido clavulánico y que había pocos cambios en esos cinco años. El principal mecanismo era la hiperproducción de TEM-1 (el 61% de las cepas), seguido de la producción de OXA-1 (el 15%) y de la hiperproducción de betalactamasa cromosómica (el 13%), siendo raras las BLRI. En Francia, en 1993, casi un 25% de los E. coli aislados de orina en un hospital y un 10% de la comunidad eran resistentes a amoxicilina-ácido clavulánico. La cuarta parte de los del hospital y casi la mitad de la comunidad presentaban un patrón de antibiograma sugestivo de la presencia de BLRI, que confirmaron con métodos moleculares. Posteriores estudios sobre éstas y otras cepas demostraron la diversidad de clones, definidos por ribotipificación, y la gran diversidad de genes que codifican BLRI derivadas de TEM causantes de resistencia. En España, un 20% a 33% de los aislamientos de E. coli extrahospitalarios no son sensibles a las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas, aunque en nuestra experiencia actual (1998) es rara la presencia de BLRI.

En otras especies de bacilos gramnegativos importantes en clínica, como K. pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Proteus mirabilis y Citrobacter freundii, también se han encontrado recientemente BLRI. En EE.UU. se han descrito varias cepas de H. influenzae productoras de betalactamasa y resistentes a amoxicilina-ácido clavulánico. Aunque el mecanismo exacto no se conoce, hay que tener en cuenta que TEM-1 es la betalactamasa más frecuente en esta especie, por lo que no sería de extrañar la presencia de BLRI.

Las bacterias con betalactamasas TEM-1, TEM-2, SHV-1 y OXY sufrieron una fuerte presión selectiva al introducirse en clínica las asociaciones de betalactámico e inhibidor de betalactamasas, y como consecuencia hubo una evolución convergente por mutaciones en los genes estructurales de esas betalactamasas que dio lugar a las BLRI. Su posible extensión debe vigilarse constantemente en estudios epidemiológicos que las busquen por métodos fenotípicos y las caractericen por métodos moleculares.

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Reevaluación de los efectos gastrointestinales delos betalactámicos-inhibidores de betalactamasas

B. Sádaba

Servicio de Farmacología Clínica, Clínica Universitaria, Facultad de Medicina, Universidad de Navarra, Pamplona

Ha sido necesario el desarrollo de inhibidores de betalactamasas, una familia de enzimas que pueden hidrolizar el anillo betalactámico, para devolver e incluso mejorar la actividad antimicrobiana de diferentes antibióticos betalactámicos. Hoy en día este grupo de fármacos lo constituyen tres compuestos, el ácido clavulánico, el tazobactam y el sulbactam, con diferencias en cuanto a su potencia inhibidora. Comercializadas en España existen las asociaciones ácido clavulánico-amoxicilina, tazobactam-piperacilina y sulbactam-ampicilina. La primera puede administrarse por vía oral o parenteral y las dos últimas solo por vía parenteral.

La asociación de estos inhibidores a los betalactámicos, además de modificar su espectro antimicrobiano, también puede tener repercusión sobre la tolerabilidad de estos fármacos, aunque es difícil valorar los efectos secundarios de estos inhibidores de betalactamasas debido a que nunca se administran solos, sino en asociación con dosis mucho más altas que las de los propios inhibidores.

Según las fichas técnicas de los productos, los efectos adversos de estas asociaciones son:

Tipo Amoxilicina-
ácido clavulánico
Tazobactam-
piperacilina
Sulbactam-
ampicilina
Gastrointestinales:
Diarrea
Náuseas-vómitos
Colitis pseudomembranosa
5-10%
1-5%
Excepcional
3.8%
0,3-0,4%
Excepcional
Más_frecuente
Frecuente
Excepcional
Inmunológicas:
Enfermedad del suero
Anafilaxia
1-7%
0,01-0,05%
Ocasionalmente
0,01-0,05%
1-7%
0,01-0,05%
Sanguíneas:
Eosinofilia
Leucocitopenia
2-20%
Excepcional

Raramente

Raramente

Dermatológicas:
Exantema+prurito
2-10% 2-10%
Tromboflebitis
0,2-0,3%

En el caso del betalactámico solo, sin asociación con el inhibidor, las reacciones adversas recogidas en la ficha técnica son las siguientes:

Tipo Amoxilicina Piperacilina Ampicilina
Gastrointestinales:
Diarrea
Náuseas-vómitos
Colitis pseudomembranosa
1-5%
1-4%
Excepcional
1-3%
1-4%
Excepcional
10-18%
1-4%
0,4-0,7%
Inmunológicas:
Enfermedad del suero
Anafilaxia
1-7%
0,01-0,05%
Ocasionalmente
0,01-0,05%
1-7%
0,01-0,05%
Sanguíneas:
Eosinofilia
Leucocitopenia
2-20%
Raramente
2-8%
Raramente
2-50%
Raramente
Dermatológicas:
Exantema+prurito
2-10% 1-4% 2-10%
Tromboflebitis
3-6% Ocasionalmente

Si nos ceñimos a las reacciones adversas gastrointestinales puede observarse que existen diferencias en la frecuencia de aparición según se considere el betalactámico solo o en asociación con el inhibidor de betalactamasas. Hasta la fecha no se han realizado estudios comparativos entre el betalactámico y su asociación con un inhibidor, pero se ha intentado estudiar este efecto desde las reacciones adversas recogidas en los sistemas de farmacovigilancia desarrollados en muchos países, basados en la comunicación voluntaria de estos sucesos.

Dentro de las reservas con que deben asumirse estas conclusiones, parece claro que existe una mayor incidencia de diarrea en los pacientes tratados con amoxicilina-ácido clavulánico que en los tratados con amoxicilina sola, por vía oral, considerándose una probabilidad de aparición 2,36 superior (1).

Entre los efectos adversos gastrointestinales, los comunicados con mayor frecuencia son la diarrea y las náuseas. Aunque la manifestación más grave es la colitis pseudomembranosa, su aparición durante el tratamiento con este grupo de fármacos es excepcional. Por tanto, son otros los motivos de desarrollo de esta alteración durante el tratamiento con betalactámicos asociados a inhibidores de betalactamasas.

Dos son las causas que se consideran en el desarrollo de estos procesos: por una parte la alteración de la flora gastrointestinal saprófita y por otra la producción de trastornos en la motilidad intestinal.

En diferentes estudios se ha observado la aparición de diarrea con aislamiento de diversos microorganismos en heces, debido a la eliminación de parte de la flora saprófita por antibióticos de amplio espectro. Estos hallazgos se evidencian sobre todo en el caso de antibióticos con actividad frente a bacterias anaerobias, puesto que éstas poseen un efecto inhibidor sobre microorganismos potencialmente patógenos. Cuando un antibiótico administrado por vía oral no se absorbe completamente, el riesgo de alteración de la flora intestinal es mayor. Lo mismo ocurre si se produce excreción del antibiótico al tracto gastrointestinal, desde las glándulas salivares o con la bilis, en este caso también cuando el antibiótico se administra por vía parenteral.

En general, la administración de amoxicilina con ácido clavulánico favorece la colonización del tracto gastrointestinal por enterobacterias resistentes a la amoxicilina (2) o a la asociación y por levaduras (3). Con anterioridad se había descrito la colonización intestinal con levaduras hasta en un 50% de los pacientes tratados con esta asociación durante diez días (4). En el caso de piperacilina-tazobactam se observa una reducción de anaerobios, enterobacterias y enterococos, aunque esta alteración no se asoció al sobrecrecimiento de otros microorganismos en el estudio realizado por Nord y cols. (5). En el caso de sulbactam-ampicilina se ha observado una reducción de la microflora anaerobia y aerobia tanto en intestino como en el tracto respiratorio superior, con sobrecrecimiento de levaduras y algún bacilo gramnegativo (6, 7).

En muchas ocasiones no se aísla ningún microorganismo como causa de la diarrea. Parece que este efecto adverso tiene que ver con una disminución en la producción de ácidos grasos de cadena corta, debido a una reducción de los procesos de fermentación, con acumulación de carbohidratos, que ejercen un efecto osmótico impidiendo la absorción de agua (8).

Para que aparezca tal alteración en la flora intestinal es necesario el tratamiento con estos antibióticos durante un tiempo, al menos cuatro días. En cambio, se ha observado que en algunos casos los pacientes presentan alteraciones gastrointestinales en las primeras horas tras la administración de amoxicilina-ácido clavulánico, tanto por vía oral como parenteral. Incluso pueden aparecer de forma inmediata, durante la administración intravenosa de la asociación, que mejora al diluir más el preparado y administrarlo más lentamente.

Una posible explicación puede estar relacionada con las alteraciones de la motilidad gastrointestinal observadas tras la administración de amoxicilina-ácido clavulánico. Se estudió este efecto midiendo por manometría la motilidad en el duodeno y el yeyuno (9), observándose un incremento de la motilidad nocturna a este nivel, tanto en duración como en amplitud de las contracciones que propelen el contenido intestinal a larga distancia, conocidas como fase III dentro de la secuencia de procesos del tránsito gastrointestinal. No se conoce el mecanismo por el que esto ocurre, y tampoco se estudió este mismo efecto utilizando únicamente amoxicilina, por lo que la imputabilidad de este hecho a uno de los dos componentes de la asociación no se ha aclarado. Con anterioridad se había observado un efecto procinético con eritromicina y otros macrólidos, estimulantes de la motilidad en el estómago y el duodeno (10, 11).

Aunque la incidencia de colitis pseudomembranosa durante el curso del tratamiento con betalactámicos asociados a inhibidores de betalactamasas es muy baja, parece importante hacer un comentario al respecto, dada la gravedad del cuadro. En el caso de antibióticos administrados por vía oral, relacionados en mayor medida con el desarrollo de esta complicación, la asociación amoxicilina-ácido clavulánico se encuentra en el grupo de los fármacos implicados con mayor frecuencia, junto a la cefixima. En cualquier caso, en la población general se observan 2,3 casos de colitis pseudomembranosa por cada 100.000 prescripciones (12), aunque se ha identificado Clostridium difficile en el 13% de los niños tratados con amoxicilina-ácido clavulánico durante más de seis días, independientemente de que desarrollen diarrea o no (13).

A pesar de todo lo comentado hasta ahora, la incidencia de efectos adversos gastrointestinales no es superior a la observada durante el tratamiento con otros antibióticos, dado que existen ensayos clínicos comparativos que así lo corroboran (7, 14, 15). Estas comparaciones se han realizado entre amoxicilina-ácido clavulánico y diversos macrólidos (claritromicina, azitromicina, diritromicina) y otros betalactámicos (cefalosporinas, amoxicilina), entre piperacilina-tazobactam y carbapenémicos o la asociación clindamicina y gentamicina, y entre sulbactam-ampicilina y otros betalactámicos (cefalosporinas, aminobencilpenicilinas).

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índice


Inhibidores de betalactamasas en el género Haemophilus

M.C. Rodríguez-Avial López-Dóriga

Servicio de Microbiología, Hospital Clínico Universitario, Madrid.

Haemophilus influenzae produce importantes infecciones sistémicas, especialmente cuando presenta cápsula del serotipo b (Hib). Afortunadamente las meningitis y epiglotitis por Hib son poco frecuentes en nuestro medio. Sin embargo, sí está documentado el papel preponderante de aislamientos, fundamentalmente sin cápsula, en las infecciones respiratorias de nuestra comunidad, junto a otras especies bacterianas como Streptococcus pneumoniae y Moraxella catarrhalis.

Además de por su frecuencia, H. influenzae tiene un gran interés por el constante desarrollo de resistencia a diversos tipos de antimicrobianos, entre los que se incluyen los betalactámicos. La resistencia a éstos se debe a diferentes mecanismos. El mecanismo de resistencia que aparece en primer lugar, en 1974, es la producción de una betalactamasa (1, 2), y desde entonces es la forma mas frecuente de resistencia a la ampicilina en todo el mundo (3-5). Como resultado de la búsqueda de inhibidores de betalactamasas se introduce en 1981 la asociación amoxicilina-ácido clavulánico (6), que resolvió este mecanismo de resistencia. Pero en esta misma década comienzan a publicarse aislamientos de H. influenzae resistentes a la ampicilina que no producen betalactamasas (7-10), debido fundamentalmente a una alteración en las PBP (11-14), aunque puede estar también implicada una alteración en la permeabilidad (13, 15). Estos aislamientos con resistencia intrínseca no son fáciles de detectar porque rara vez requieren mas de 4 µg/ml para su inhibición (16).

Los aislamientos con resistencia intrínseca tienen una reducción variable en su sensibilidad a otros betalactámicos; así, frente a amoxicilina-ácido clavulánico presentan una CMI dos o más de dos diluciones al doble sobre la CMI modal (16). La relevancia clínica de esta disminución, al igual que ocurre con otros betalactámicos, no está clara, pero desde un punto de vista conservador se puede asumir que todas las cepas con resistencia intrínseca son resistentes a los otros betalactámicos (17, 18).

Por otra parte, la combinación entre amoxicilina y ácido clavulánico viene ensayándose en la proporción 2:1, pero nosotros estudiamos el impacto que un eventual cambio en esta proporción tendría sobre H. influenzae, encontrando que las CMI obtenidas con las proporciones 2:1, 3:1 y 4:1 prácticamente no se alteran (19). Encontramos además tres cepas que requerían CMI de amoxicilina-ácido clavulánico de 8 µg/ml y que por tanto se deben considerar resistentes, dos de las cuales eran productoras de betalactamasas. En 1997 Doern y cols. (5), en un estudio multicéntrico en EE.UU., encuentran 17 cepas betalactamasa positivas y resistentes a amoxicilina-ácido clavulánico. Las posibles explicaciones de este fenotipo incluyen: hiperproducción de betalactamasas TEM-1 o ROB-1, producción de una TEM-1 o ROB-1 alterada y por ello resistente a la acción del ácido clavulánico, producción de una nueva betalactamasa resistente a la acción de este inhibidor y, finalmente, un mecanismo mixto de alteración de PBP además de producción de betalactamasa (TEM-1 o ROB-1). Esto indica que tales cepas requieren para su inhibición concentraciones superiores de todos los betalactámicos, excepto cefixima y cefpodoxima.

La segunda posibilidad mencionada en el párrafo anterior, la producción de una betalactamasa tipo TEM-1 resistente a la inhibición, es decir, un derivado de TEM-1 por mutación, que se viene denominando IRT (inhibitor resistant TEM), es un mecanismo de especial interés pues representa una adaptación específica para resistir a los inhibidores de betalactamasas. Ya han sido aisladas Escherichia coli productoras de IRT (20) y, a diferencia de las betalactamasas de espectro ampliado, están ampliamente distribuidas en las infecciones extrahospitalarias (21). ¿Cómo no se han encontrado aún en H. influenzae? Nicolas-Chanoine (22) considera que se puede deber a una mayor actividad intrínseca de las penicilinas frente a estos aislamientos o a un número inadecuado de bacterias en el reservorio humano, la nasofaringe, para que tenga lugar la mutación puntual espontánea en el gen plasmídico que codifica la betalactamasa tipo TEM.

Bibliografía

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Inhibidores de betalactamasas en Streptococcus pneumoniae

M.L. Gómez-Lus1, L. Aguilar2, M.J. Giménez2 y J. Prieto1

1Departamento de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad Complutense, Madrid; 2Departamento Médico, SmithKline Beecham S.A., Madrid

tamiento de elección durante muchos años, pero desde los años 1970 han aparecido cepas con diferente grado de resistencia. La resistencia a la penicilina aparece como consecuencia de las mutaciones en los genes que codifican las PBP (proteínas fijadoras de penicilina), que producen una afinidad de fijación disminuida, alterándose las PBP1a, 2x y 2b no solamente a la penicilina sino a otros betalactámicos.

Tras producirse las mutaciones, la concentración mínima inhibitoria (CMI) se incrementa. Se define como resistencia intermedia cuando la CMI es de 0,1-1 µg/ml y la resistencia de alto grado si la CMI es ³ 2 µg/ml. En España es progresivo el aumento de cepas de S. pneumoniae multirresistentes, por lo que es importante seleccionar antimicrobianos que puedan ser eficaces en este tipo de infecciones.

Pese a que existe una afinidad reducida a otros betalactámicos y que no se ha detectado la producción de betalactamasas en S. pneumoniae, la amoxicilina y la amoxicilina-ácido clavulánico han mostrado su eficacia en el tratamiento de las infecciones respiratorias y la otitis media (1-3); además, las cepas aisladas en esputos y exudados óticos son más resistentes a la penicilina.

Según el NCCLS se consideran los siguientes valores para determinar la actividad antimicrobiana de amoxicilina-ácido clavulánico: sensible £0,5-0,25, resistencia intermedia 1-0,5, resistencia elevada ³2-1. Pese a que se consideraba que el ácido clavulánico no tenía actividad antibacteriana demostrable mediante los parámetros clásicos de valoración, Severin ha observado que se fija selectivamente a la PBP3, produciendo una lisis prematura e hipersensibilidad a la lisozima (4), así que produce alteraciones en la estructura del peptidoglicano de la pared; destaca además la reducción de la CMI de penicilina tanto en la cepa sensible como en la resistente, hecho que ya había observado años antes Greenwood (5).

Mediante curvas de letalidad bacteriana con las concentraciones alcanzadas en suero tras las dosis habituales de amoxicilina y amoxicilina-ácido clavulánico se comprobó que con concentraciones suprainhibitorias y transcurridas tres horas de incubación se produjo la misma reducción del inóculo. Es de destacar que frente a la cepa resistente el ácido clavulánico aumentó la capacidad de reducción inicial (35%), por lo que se incrementa la velocidad bactericida (6). Así, la lisis prematura producida por la unión del ácido clavulánico a la PBP produciría un aumento de la velocidad bactericida.

Por otra parte, Severin apuntaba que el ácido clavulánico hacía que S. pneumoniae fuera más vulnerable a la lisozima, y es importante recordar que los fagocitos tienen una elevada concentración de lisozima, por lo que sería importante en la función del ácido clavulánico como inmunomodulador.

En este sentido se observa un sinergismo entre el ácido clavulánico y los polimorfonucleares (PMN) frente a cepas resistentes a penicilina debido a las alteraciones que provocó el antimicrobiano sobre las bacterias, como modificaciones de la estructura de la pared bacteriana, producción de filamentación, disminución de la velocidad de crecimiento, etc. (7).

Así, al estudiar el efecto del ácido clavulánico con PMN y suero, y midiendo la muerte intra y extracelular tras una hora de incubación, se produjo una reducción del inóculo mayor del 50% a concentraciones de 1-4 µg/ml, mientras que el suero más PMN o el ácido clavulánico más suero no producen reducción del inóculo. Esto puede aparecer tras la alteración de la morfología de la pared celular que puede afectar a la fagocitosis; la muerte intrafagocítica aparecería por la acción de la lisozima, cuya función se potenciaría por la sensibilización posterior a la destrucción de la pared por el ácido clavulánico (8).

Por todo lo comentado, la asociación amoxicilina-ácido clavuánico es uno de los antimicrobianos más eficaces en el tratamiento de la otitis media y las infecciones de las vías respiratorias adquiridas en la comunidad causadas por cepas de S. pneumoniae con diferente grado de sensibilidad a la penicilina, ya que además esta asociación también es eficaz frente a otros patógenos respiratorios productores de betalactamasas, como Haemophilus influenzae y Moraxella catarrhalis (9).

Bibliografía

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Actividad de los inhibidores de betalactamasas frente a Acinetobacter baumannii

F. Fernández Cuenca

Servicio de Microbiología, Hospital Universitario Virgen Macarena, Facultad de Medicina, Sevilla.

El mecanismo de resistencia a los betalactámicos más estudiado en Acinetobacter baumannii es la producción de betalactamasas, tanto plasmídicas como cromosómicas. Las cefalosporinas cromosómicas descritas en A. baumannii, a pesar de pertenecer al grupo 1 de la clasificación de Bush, constituyen un grupo de enzimas heterogéneo desde el punto de vista funcional. Las betalactamasas plasmídicas detectadas en A. baumannii pertenecen todas a la clase A, incluyendo TEM-1, TEM-2, CARB-5, OXA-21, ARI-1, ARI-2, AbRC-1, así como betalactamasas de espectro extendido de tipo TEM, SHV y OXA que aún no están bien caracterizadas.

El inhibidor de betalactamasas mejor estudiado en A. baumannii es el sulbactam, seguido del tazobactam, el ácido clavulánico y, en menor medida, BRL 42715.

El sulbactam es el inhibidor de betalactamasas que tiene in vitro mayor actividad intrínseca frente a A. baumannii debido a su afinidad por la PBP2 (1). De hecho, su actividad es superior a la de las penicilinas de amplio espectro y las cefalosporinas de primera, segunda y tercera generación. Estudios recientes in vitro demuestran que el sulbactam solo es igual de activo (CMI50 2 mg/l) que en combinación con ampicilina, ticarcilina o ticarcilina-ácido clavulánico. Sin embargo, la CMI del sulbactam, solo o asociado con ampicilina, frente a cepas de A. baumannii multirresistentes con CMI de imipenem ³8 mg/l varía entre £4 mg/l, y ³32 mg/l (2, 3). Los resultados de los estudios realizados in vitro sobre la actividad bactericida del sulbactam son también discrepantes. Todo ello podría sugerir que en estas cepas existen mecanismos de resistencia a los betalactámicos distintos a la producción de betalactamasas (alteraciones en la permeabilidad de la membrana externa, modificaciones en las PBP, etc.).

El sulbactam inactiva principalmente las betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado y en menor medida las de espectro extendido, aunque su actividad inhibidora es mucho menor que la del ácido clavulánico. Sobre las cefalosporinasas cromosómicas dicha actividad es variable, quizás debido a la heterogeneidad funcional de éstas.

El tazobactam también tiene actividad intrínseca frente a A. baumannii, pero este inhibidor de betalactamasas es menos activo que el sulbactam y, a diferencia de éste, posee mayor actividad inhibidora de betalactamasas plasmídicas. La actividad inhibidora del ácido clavulánico es similar a la del tazobactam.

El ácido clavulánico y BRL 42715, a pesar de ser muy activos frente a las betalactamasas plasmídicas, no poseen prácticamente actividad intrínseca frente a A. baumannii. BRL 42715 es, además, un potente inhibidor de betalactamasas cromosómicas. Aunque BRL 42715 posee mayor actividad inhibidora que el ácido clavulánico, el tazobactam y el sulbactam, su actividad frente a A. baumannii no está aún bien caracterizada. La asociación de BRL 42715 con ampicilina o imipenem disminuye la CMI90 16 y 64 veces, respectivamente (4).

Dentro de las combinaciones clásicas entre inhibidor de betalactamasas y betalactámico, la que presenta mayor actividad intrínseca tanto in vitro como in vivo es la asociación de ampicilina y sulbactam, debido a la actividad antibacteriana del sulbactam y a que las concentraciones de éste alcanzadas en sangre son superiores a las del ácido clavulánico y el tazobactam.

En un modelo de infección intraperitoneal por A. baumannii se ha demostrado que el sulbactam es más activo que el tazobactam (DE50 de 1,62 y 16,7 mg/kg, respectivamente), obteniéndose tasas de supervivencia del 100% con sulbactam y el 50% con tazobactam (5).

Los resultados obtenidos con la asociación de ticarcilina, ácido clavulánico y sulbactam en un modelo de neumonía murina por A. baumannii productor de cefalosporinasas (CMI de ticarcilina, imipenem y sulbactam de 32, 0,5 y 0,5 mg/l, respectivamente) sugieren la utilidad de esta combinación en el tratamiento de la neumonía por A. baumannii (6).

Algunos estudios demuestran que las asociaciones de carbapenémicos con sulbactam son muy activas in vitro, ejerciendo un elevado poder bactericida; en otros estudios, sin embargo, no se ha observado este efecto (3, 7). Otras asociaciones que han mostrado tener efecto bactericida in vitro son sulbactam más ceftazidima, cefepima o cefpiroma (3).

La experiencia clínica con inhibidores de betalactamasas en el tratamiento de las infecciones por A. baumannii es limitada. No obstante, la asociación más utilizada ha sido ampicilina (2 g) más sulbactam (1 g), con la que se han obtenido tasas de curación que oscilan entre el 50% y el 75% (2, 8).

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Betalactámicos-inhibidores de betalactamasas en Mycobacterium

J.C. Galán

Servicio de Microbiología, Hospital Ramón y Cajal, Madrid.

Epidemiología

Desde 1953 a 1985 el número de casos de tuberculosis comunicados disminuyó con un promedio anual del 5,8%. Sin embargo, esta tendencia se invierte en 1985, con un incremento del 20% por cada 100.000 habitantes. En un periodo muy corto las cifras se convierten en alarmantes. Simultáneamente, la aparición de cepas resistentes es cada vez más frecuente y se describen dramáticamente los primeros brotes de tuberculosis multirresistente (con una mortalidad próxima al 70%), lo que supone recurrir a fármacos de segunda línea, que por su toxicidad habían sido excluidos (capreomicina, tiacetazona). Esta situación hace que en 1993 la OMS declare, en una actuación sin precedentes, a la tuberculosis como una emergencia sanitaria mundial.

Se ensayan otros regímenes terapéuticos, como las nuevas fluoroquinolonas (ofloxacino y las más modernas como moxifloxacino y esparfloxacino), ésteres y derivados de la pirazinamida, derivados imidazólicos y antibióticos betalactámicos, entre otros.

La idea de emplear betalactámicos para el tratamiento de la tuberculosis se ha visto siempre como poco acertada. La experiencia clínica esta repleta de ejemplos de pacientes que recibieron betalactámicos para el tratamiento de una supuesta neumonía bacteriana, cuya situación no mejoró y posteriormente se demostró que tenían tuberculosis. Sin embargo, algunas notas pueden sugerirnos que los antibióticos betalactámicos pueden formar parte de los regímenes antituberculosos:

1) El grado de penetración de los antibióticos betalactámicos a través de la membrana celular de las micobacterias es baja (comparado con el de Escherichia coli), y el equilibrio a ambos lados de la membrana tarda unos minutos en alcanzarse, pero como el tiempo de generación para Mycobacterium tuberculosis es de 18 a 24 horas, es suficiente para alcanzar concentraciones inhibitorias.

2) Desde el punto de vista bioquímico los betalactámicos presentan afinidad por las PBP de las micobacterias a unas concentraciones que son alcanzables con las dosis terapéuticas habituales.

Betalactámicos En Tuberculosis

Antecedentes

Los antibióticos betalactámicos resultan ineficaces para el tratamiento de la tuberculosis y de casi todas las micobacteriosis, con CMI >128 µg/ml.

En 1966, Kasik trata con bencilpenicilina, bencilpenicilina más dicloxacilina y suero fisiológico a ratones con tuberculosis. La vida media de los animales control fue de 30 días, incrementándose en los tratados con bencilpenicilina más dicloxacilina. En 1987-1988 Casal, Sorg y Wong demuestran que la administración conjunta de un betalactámico y un inhibidor de betalactamasas reduce la CMI más de ocho veces. Estos resultados han sido repetidos por otros muchos investigadores en años sucesivos: Zhang en 1992, Chambers en 1995 o Segura en 1998, entre otros. En todos los casos el ácido clavulánico resulta ser el más potente inhibidor.

Resistencias A Los betaLactámicos En Micobactrerias

La resistencia a los antibióticos betalactámicos en micobacterias, como en la mayoría de las bacterias, depende de uno o más de estos factores:.

– Impermeabilidad: en M. chelonae, la baja permeabilidad (10 veces menor que en M. tuberculosis e igual que en Pseudomonas aeruginosa) a los betalactámicos parece ser el factor crítico en la resistencia.

– Alteración de las PBP: M. smegmatis presenta resistencia por disminución de la afinidad por la PBP1. Mutantes en M. fortuitum tratado con cefoxitina presentan disminución de afinidad en todas las PBP.

– Presencia de betalactamasas: en M. fortuitum, M. tuberculosis y M. smegmatis se han descrito betalactamasas. M. gastri y M. kansasii hidrolizan la nitrocefina, pero no se ha identificado ninguna betalactamasa.

Betalactamasas en M. tuberculosis

Existe cierta controversia en determinar las betalactamasas que tiene M. tuberculosis (si es que tiene más de una). Existe una betalactamasa identificada por Chambers en 1997, denominada BlaA, con actividad predominantemente penicilinasa.

La disponibilidad de la secuencia del genoma de M. tuberculosis ha permitido encontrar ORF que muestran alguna homología con betalactamasas de clase A y de clase C. Además, existen evidencias indirectas de su existencia: Kishan comunica la detección de una enzima con actividad cefalosporinasa, con pI 4,5, que presenta un perfil de sustrato distinto a la betalactamasa principal, BlaA; Chambers encuentra hibridación positiva con una sonda de ampC sobre DNA total de M. tuberculosis.

Estudios con BlaA de M. Tuberculosis

En 1997 el grupo de Chambers clonó y secuenció la única betalactamasa descrita hasta la fecha. Se trata de una betalactamasa de clase A, perteneciente al grupo 2b (betalactamasas inhibibles por ácido clavulánico), de acuerdo con la clasificación de Bush, Jacoby y Medeiros.

Es una penicilinasa con pI 4,9-5,1, causante de más del 80% de la actividad betalactamasa. Es una exoenzima de expresión constitutiva, pues su producción no es inducible en presencia de betalactámicos ni se ha descrito ningun regulador similar a los que aparecen en betalactamasas homólogas (como BlaR en B. liqueniformis).

Presenta los cuatro dominios propios de betalactamasas de clase A, con la peculiaridad del motivo SDG, sólo descrito previamente en la betalactamasa de S. clavuligerus.

No confiere resistencia cuando se transforma en E. coli.

Actividad De Los Inhibidores De Betalactamasasen En Pacientes Con Tuberculosis

Hasta ahora, los pocos casos de pacientes tratados con amoxicilina-ácido clavulánico (2:1) eran simultáneamente tratados con otros fármacos antituberculosos, lo que hacía difícilmente valorable el efecto del betalactámico más el inhibidor de betalactamasas. Chambers realiza el primer estudio en pacientes con tuberculosis tratados en monoterapia con amoxicilina-ácido clavulánico durante siete días, observando una reducción de cinco veces en el número de bacilos viables, pero toda la reducción ocurre en los tres primeros días de tratamiento; es lo que él denomina "efecto plateau". Es la primera vez que los betalactámicos han demostrado ser útiles frente a la tuberculosis en un ensayo clínico, resultando por ello de especial interés conocer los mecanismos de resistencia a la asociación de betalactámico más inhibidor de betalactamasas.

Si la betalactamasa resulta ser el mecanismo fundamental de la resistencia a los betalactámicos en M. tuberculosis, será de gran utilidad la identificación y caracterización de mutaciones implicadas en la resistencia a los inhibidores, cuyo conocimiento nos permitirá desarrollar nuevas moléculas activas frente a esos mutantes.

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1996 Betalactamasas en la frontera del nuevo siglo




Bases moleculares de la evolución de la betalactamasas plasmídicas de tipo TEM.

Las betalactamasas de tipo TEM, incluidas en los grupos 2b, 2be y 2br de la clasificación de Bush, Jacoby y Medeiros (1), constituyen un grupo de enzimas que pertenecen a la clase molecular A. Estas betalactamasas han alcanzado un gran éxito evolutivo y se encuentran ampliamente difundidas entre las bacterias gramnegativas, en parte, probablemente, por su codificación plasmídica y la inclusión del determinante genético en el seno de un transposón. En algunas especies, como Escherichia coli, del 30% al 50% de los aislamientos clínicos poseen una betalactamasa de tipo TEM. En la actualidad hay descritos más de 40 tipos diferentes de TEM, lo que representa el 20% de todas las betalactamasas conocidas.

Aunque el origen de estas enzimas permanece oscuro, la evolución y diseminación de las betalactamasas plasmídicas de tipo TEM parecen ser la consecuencia directa de la evolución y el consumo de antibióticos betalactámicos. Los primeros betalactámicos (penicilinas, amino, carboxi y ureidopenicilinas, y las cefalosporinas de primera generación) seleccionaron bacterias portadoras de betalactamasas plasmídicas de tipo TEM originales (TEM-1 y TEM-2). En 1963 se identifica por vez primera una betalactamasa de tipo TEM, la TEM-1, en una cepa clínica aislada en Grecia (2). En 1969 se identifica la TEM-2 (3) y durante los 15 años siguientes no se encuentran nuevas TEM. El aumento en el consumo de betalactámicos originó la diseminación (diferentes plásmidos portadores, en diferentes cepas de la misma especie, en diferentes especies) de los genes que codificaban estas betalactamasas. Tras unos años, las betalactamasas de tipo TEM se hallaban ampliamente diseminadas en bacterias gramnegativas de interés clínico.

Después, en un periodo de tiempo relativamente corto (1978 a 1986) fueron desarrollados nuevos betalactámicos, como las cefalosporinas de tercera generación, los monobactames y los inhibidores suicidas. Las enzimas TEM-1 y TEM-2 eran incapaces de hidrolizar estos nuevos sustratos. Las TEM estaban ampliamente diseminadas y el resultado no se hizo esperar. Empezaron a aparecer bacterias que, al producir estas betalactamasas, eran resistentes a los nuevos antibióticos betalactámicos. En 1984 se describe la TEM-3 (4), una variante de TEM-2 (5) que contiene 3 cambios en su secuencia de aminoácidos y que es capaz de hidrolizar cefalosporinas de tercera generación. Estas nuevas enzimas constituyen una nueva clase (cuya primera representante es la SHV-2, aislada un año antes) que se conoce con el nombre de betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado (grupo 2be de Bush, Jacoby y Medeiros). Durante los siguientes 6 o 7 años parece haberse producido una explosión de diversidad de betalactamasas de tipo TEM. Se aíslan y caracterizan más de 30 variantes de TEM-1 y TEM-2 que presentan el espectro de sustrato ampliado o una menor sensibilidad a los inhibidores suicidas.

Paralelamente se producen nuevos fenómenos:

1) Las bacterias asocian la producción de betalactamasas a mutaciones cromosómicas que, por ejemplo, disminuyen o anulan la producción de alguna porina específica.

2) Las bacterias aprenden a sobreproducir TEM (promotores más potentes, plásmidos con más copias). Esta sobreproducción permite la hidrólisis de sustratos para los que las enzimas de tipo TEM tienen baja actividad y, además, disminuye la efectividad de los inhibidores (al incrementarse el número de dianas alguna enzima es capaz de escapar a su acción).

3) Las bacterias combinan en una misma célula la producción de dos TEM diferentes (por ejemplo TEM-1 más TEM-27) (6), o de una TEM más otro tipo de betalactamasa, lo que permite tener una mejor tasa de hidrólisis combinada para muchos de los posibles sustratos. Desde el punto de vista evolutivo, este tercer fenómeno adaptativo plantea una interesante pregunta: ¿pueden las bacterias utilizar la diploidía (en este caso dos alelos diferentes del mismo gen) como medio para ensayar nuevas combinaciones de mutaciones sin peligro de perder la actividad protectora de la enzima original?

En resumen, la evolución de las betalactamasas de tipo TEM ha seguido, aparentemente, varios caminos: a) cuantitativo, que implica el aumento de la presencia de la enzima tanto en la población (diseminación de los genes mediante plásmidos y transposones) como en los individuos (aumento en la producción por mutaciones en el promotor o por aumento en el número de copias del plásmido portador); y b) cualitativo, que implica una especialización de la enzima en la hidrólisis de nuevos sustratos mediante la adquisición de mutaciones (7).

Las nuevas variantes de TEM-1 o TEM-2 con actividad hidrolítica sobre las cefalosporinas de tercera generación y los monobactames son el resultado de la presencia de un cambio, o la combinación de varios, en las posiciones 39, 104, 164, 237, 238, 240 y 265. Los cambios Glu104 »Lys, Arg164238 »Ser y Glu240 »Lys son capaces por sí mismos (en ausencia de otros) de conferir actividad sobre los citados betalactámicos (8-10). Además, la combinación en la misma molécula de más de uno de estos cambios supone, en la mayoría de los casos, un aumento sustancial en la actividad (mayor que la mera suma de las actividades conferidas por las mutaciones por separado). Los cambios Gln39 »Lys y Thr265 »Met se han considerado clásicamente como neutros en el sentido de que no modifican la actividad de las enzimas que los poseen (11). Sin embargo, estudios detallados indican que ambas mutaciones pueden modificar la actividad enzimática (7, 12, 13) y su capacidad de selección (Negri y Baquero, comunicación personal). Por último, el cambio Ala237 »Thr se ha descrito como causa, en ausencia de otros, del incremento en la actividad sobre las cefalosporinas (14). Estudios realizados en nuestro laboratorio muestran que la introducción mediante mutagénesis dirigida de dicho cambio en la molécula de TEM-1 no modifica de modo sustancial la actividad frente a las cefalosporinas de tercera generación (7). La introducción de la citada mutación en TEM-10 (variante con dos cambios: Ser164, Lys240) da lugar a TEM-5. La nueva variante confiere a la cepa portadora una resistencia a la cefotaxima que se ve incrementada en 4 veces con respecto a TEM-10 (15). Así, el efecto de los cambios de aminoácidos en las moléculas de TEM-1 y TEM-2 se debe interpretar en relación con las otras posibles modificaciones acompañantes y no como cambios aislados. Los cambios, considerados hasta el momento como neutros, pueden desempeñar un papel importante en la evolución de las betalactamasas de tipo TEM, actuando como mutaciones compensatorias de algunas deficiencias en la actividad originadas por otras mutaciones más activas. »Ser (o His), Gly

Pese a la gran diversidad de betalactamasas de espectro ampliado de tipo TEM, llama la atención que todas ellas sean el resultado de la combinación de sólo 7 cambios en la secuencia. Estudios de mutagénesis sobre diferentes regiones de la proteína muestran que existe un gran número de mutaciones capaces de incrementar la actividad, por ejemplo, sobre ceftazidima (16, 17). Pero muchas de esas mutaciones determinan una gran disminución de la actividad hidrolítica sobre otros betalactámicos. Sólo unas pocas son capaces de mantener un buen nivel de actividad frente a un número elevado de sustratos. La mayoría de éstas coincide con las encontradas en las TEM aisladas en cepas clínicas.

En el marco clínico, la situación pudo ser muy similar. El uso de los nuevos betalactámicos no fue seguido por un descenso sustancial en la utilización de los primitivos. Esta situación pudo crear un problema adaptativo a las bacterias entéricas con betalactamasas de tipo TEM. Debían enfrentarse de forma consecutiva a moléculas nuevas y antiguas. Así, las mutaciones que observamos en las TEM naturales son el resultado de la selección por diferentes agentes de forma alternante y no por un solo agente que actúa de manera uniforme.

A partir de 1990 comienzan a aislarse variantes de TEM con menor sensibilidad a los inhibidores suicidas de betalactamasas (ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam). Con estas nuevas variantes se inaugura un nuevo grupo en la clasificación de Bush, Jacoby y Medeiros: el 2br. Tras el uso tentativo de varias denominaciones, en la actualidad parece ampliamente aceptado el nombre de IRT (Inhibitor Resistant TEM) para estas nuevas enzimas (18). De forma similar a lo acontecido con las TEM de espectro ampliado, las IRT muestran un rápido proceso de diversificación. En unos pocos años se han descrito 13 variantes moleculares, todas ellas resultado de un cambio, o de la combinación de varios cambios, en alguno de los aminoácidos siguientes: Met69, Trp165, Met182, Arg244, Arg275 y Asn276.

Durante los últimos 6 años las IRT y las TEM de espectro ampliado han coexistido sin mezclar sus mutaciones. De hecho, la inclusión en la misma molécula de enzima de los dos tipos de mutaciones confería solamente el fenotipo de ampliación del espectro, perdiéndose la resistencia a los inhibidores. Los microorganismos, seguramente los mejores ingenieros genéticos, es muy probable que encuentren el modo de solucionar esta incompatibilidad (posiblemente por mutaciones compensatorias).

Bibliografía

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  11. Knox, J. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39: 2593-2601.
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Epidemiología de las betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado.

C. Ardanuy

Servicio de Microbiología, Ciutat Sanitària i Universitària de Bellvitge, L’Hospitalet de Llobregat, Barcelona.

La incorporación a la terapéutica de las cefalosporinas de tercera generación y de los monobactames, resistentes a la hidrólisis por betalactamasas clásicas, supuso un importante avance en el tratamiento de las infecciones causadas por enterobacterias. En 1983 se detectaron en Alemania los primeros aislamientos clínicos de Klebsiella pneumoniae y Escherichia coli resistentes a estos antibióticos por producción de una betalactamasa plasmídica transferible por conjugación (1, 2). Estas enzimas fueron denominadas betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado (BLEA) y corresponden al grupo 2be de la clasificación de Bush y cols. (3).

Las BLEA derivan de las betalactamasas plasmídicas clásicas por mutaciones concretas en los genes que las codifican, originando cambios en su secuencia de aminoácidos. Estas mutaciones han dado lugar a una gran variedad de enzimas (de TEM-3 a TEM-29 y de SHV-2 a SHV-7) (3, 4).

A finales de la década de 1980 se describen en Francia los primeros brotes nosocomiales producidos por cepas de K. pneumoniae productoras de BLEA (5, 6). Desde entonces se han documentado numerosos brotes nosocomiales por todo el mundo causados por diferentes especies de enterobacterias con este patrón de resistencia enzimática (7, 8). Un estudio reciente realizado en Unidades de Cuidados Intensivos (UCI) de 10 países europeos, demostró que un 22,8% de los aislamientos de Klebsiella sp. eran productores de BLEA, siendo K. pneumoniae la especie más importante (9).

La producción de estas enzimas confiere resistencia a penicilinas, cefalosporinas y monobactames. Los carbapenemes y las cefamicinas no son hidrolizados por este grupo de betalactamasas. Las combinaciones de penicilinas con inhibidores de betalactamasas pueden ser activas, aunque se han descrito casos de resistencia por hiperproducción de BLEA y por producción conjunta de BLEA y SHV-1 (10, 11).

Los plásmidos que codifican la producción de estas enzimas se transfieren fácilmente entre distintas especies bacterianas por conjugación, y además pueden llevar asociados mecanismos de resistencia a otros grupos de antibióticos, lo que dificulta el tratamiento de las infecciones acusadas por estos microoganismos (12).

El hallazgo de enterobacterias productoras de BLEA puede ser esporádico, sin relación clonal, o bien dar lugar a brotes nosocomiales generalmente originados por un mismo clon bacteriano. Estas epidemias suelen afectar a un número reducido de pacientes, aunque también pueden ser de mayor extensión y originar una situación endémica.

Los brotes nosocomiales causados por enterobacterias productoras de BLEA pueden deberse a la diseminación horizontal de un plásmido por conjugación entre diferentes especies bacterianas, o bien a la diseminación de un clon bacteriano multirresistente. Estas epidemias intrahospitalarias surgen principalmente en las UCI y se asocian a un consumo elevado de cefalosporinas de tercera generación. La colonización fecal es importante porque actúa de reservorio de estos microrganismos y facilita la transmisión de esta resistencia a otras enterobacterias. La transmisión horizontal de paciente a paciente mediante la manipulación por el personal sanitario es la forma más frecuente de diseminación de una cepa epidémica (6, 7). Los factores de riesgo asociados a infección y/o colonización por estos microorganismos son: estancia prolongada en UCI, cateterización arterial o urinaria y consumo de antibióticos.

En el control de estos brotes han resultado eficaces la restricción del uso de cefalosporinas de tercera generación, la educación del personal sanitario y la aplicación de medidas de barrera (aislamiento cutáneo) (8). La descontaminación intestinal es una medida cuestionada, ya que puede seleccionar otros microorganismos multirresistentes.

Con los criterios del NCCLS, algunos de los microorganismos productores de BLEA podrían considerarse sensibles a las cefalosporinas de tercera generación, (7) por lo que para detectar la producción de BLEA deben utilizarse los métodos de la sinergia de doble difusión con disco (entre cefalosporinas de tercera generación y ácido clavulánico) o el método de difusión de E-test (ceftazidima y ceftazidima/ácido clavulánico).

En nuestra experiencia, durante una epidemia de origen clonal causada por K. pneumoniae productora de BLEA se vieron afectados 145 pacientes, de los que el 69,6% estaban ingresados en la UCI (13). La cepa epidémica presentaba resistencia a cefalosporinas de tercera generación, aztreonam, gentamicina y ciprofloxacino, y producía dos tipos de BLEA con pI de 7,6 y 8,2. En tres estudios de incidencia de colonización fecal por K. pneumoniae productor de BLEA realizados en las UCI de nuestro hospital, se detectó en el 41% de los pacientes en 1993, en el 35,6% en 1994 y en el 5% en 1995 (14). La eradicación del brote se consiguió mediante la aplicación de medidas de barrera, la restricción en el uso de cefalosporinas de tercera generación en las UCI y el seguimiento diario de los casos nuevos.

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Novedades en la relación entre inhibidores de betalactamasas y betalactámicos.

M.A. Torrellas

Dpto. Investigación Clínica, SmithKline Beecham Pharmaceuticals, Madrid.

Para el estudio de la actividad in vivo de un antimicrobiano hay que distinguir los factores bacterianos que contribuyen directamente a la virulencia bacteriana, como la tasa de crecimiento bacteriano y productos metabólicos (enzimas degradantes de antibióticos), de la presencia de productos exógenos como antibióticos y/o inhibidores de las enzimas hidrolizantes y los factores del huésped (1).

Con objeto de realizar una aproximación novedosa al estudio de las interacciones dinámicas entre inhibidores de betalactamasas (ácido clavulánico) y betalactámicos (amoxicilina), revisaremos los estudios realizados acerca del efecto que sobre la viabilidad bacteriana y la actividad enzimática de dos cepas tipo, productoras de betalactamasas, puede tener la exposición continua de concentraciones de ácido clavulánico y/o de amoxicilina similares a las obtenidas en suero humano de voluntarios sanos tras una dosis única oral de 875 mg de amoxicilina/125 mg de ácido clavulánico (2, 3).

Para ello se utilizó un modelo in vitro de simulación farmacodinámica continua que tiene en cuenta el efecto carry-over a lo largo de 12 horas (4).

Los resultados obtenidos se pueden concretar en los siguientes puntos:

1) Concentraciones fisiológicas de ácido clavulánico incrementan el tiempo de generación celular de ambas cepas.

2) El ácido clavuláncio inhibe la actividad de las betalactamasas de ambas cepas durante 12 horas, a pesar de que a partir de las 6 horas no existen concentraciones apreciables en suero en la simulación farmacodinámica (5, 6).

Cuando se estudia el efecto combinado de amoxicilina/clavulánico en simulación farmacodinámica se obtiene una reducción del 98% de un inóculo inicial de 8,5 x 106 UFC/ml de Staphylococcus aureus a las 12 h a pesar de la no existencia de ácido clavulánico a partir de las 6 h y de amoxicilina a partir de las 8 h (7).

Fenómenos como el PLIE (tiempo de recuperación de la actividad betalactamasa con respecto a un control, tras la desaparición del ácido clavulánico), el PAE (tiempo de supresión del crecimiento bacteriano con respecto al control tras la exposición al antimicrobiano) y la prolongación del PAE por concentraciones subinhibitorias pudieran explicar estas observaciones.

Por último, indicar que el estudio de los efectos in vitro de simulaciones farmacodinámicas de ácido clavulánico en la viabilidad y en la actividad betalactamasa bacteriana, junto con el efecto combinado del ácido clavulánico con el antibiótico, ayudaría a explicar la actividad antimicrobiana in vivo. Estos resultados pueden tener implicaciones explicativas en esquemas de dosificación terapéutica.

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  5. Martín, M., Aguilar, L., Balcabao, I.P., Gómez-Lus, M.L., Dal-Ré, R., Prieto, J. In vitro pharmacodynamic simulation of clavulanic acid concentrations on Staphylococcus aureus and Haemophilus influenzae betalactamase activity. J Antimicrob Chemother (en prensa).
  6. Balcabao, I.P., Prieto, J., Aguilar, L., Martín, M., Dal-Ré, R. Comparative in vitro effects of clavulanic acid (CA) physiological concentrations on Staphylococcus aureus (SA) and Haemophilus influenzae (HI) viability and betalactamase activity. 7th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Vienna 1995; Abstract Nº 531.
  7. Balcabao, I.P., Prieto, J., Aguilar, L., Martín, M., Dal-Ré, R. Comparative in vitro effects of amoxicillin-clavulanic acid (AC) physiological concentrations on Staphylococcus aureus (SA) viability and betalactamase activity. 66th International Congress for Infectious Diseases, Prague 1994; Abstract Nº 123

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Cefalosporinas inducibles:de AmpC a las cefamicinas plasmídicas

L. Martínez Martínez

Dpto. de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad de Sevilla.

CEFALOSPORINASAS CROMOSÓMICAS

Prácticamente todas las bacterias gramnegativas poseen una cefalosporinasa cromosómica. El tipo de enzima varía en función del microorganismo: algunos producen enzimas de clase A (de forma constitutiva, como Klebsiella o Bacteroides fragilis, o de forma inducible, como Citrobacter diversus o Proteus vulgaris), pero más frecuentemente la betalactamasa es de clase C (BLS-C). Escherichia coli y Shigella sonneii producen una baja cantidad no inducible de enzima, mientras que Enterobacter cloacae, E. aerogenes, Citrobacter freundii, Morganella morganii, Serratia sp., Providencia sp., Pseudomonas aeruginosa y otros bacilos gramnegativos producen una betalactamasa inducible.

Las BLS-C (clase I de Richmond-Sykes; grupo 1 de Bush-Jacoby-Medeiros) son enzimas con un sitio activo de serina, de unos 30-42 kD, con pI básicos, fundamentalmente cefalosporinasas, aunque también inactivan penicilinas. No se inhiben por ácido clavulánico, pero sí por cloxacilina.

La importancia clínica de las BLS-C cromosómicas depende de dos procesos relacionados, pero conceptualmente muy diferentes: inducción y desrepresión. La inducción es la activación transitoria, reversible, de la síntesis de betalactamasa cromosómica en respuesta a la presencia de sustancias (inductores) entre las que se incluyen los betalactámicos y algunos compuestos orgánicos. La cantidad de enzima producida depende del tipo de inductor, de la cantidad de éste y del tiempo de inducción. Los mejores inductores son las cefamicinas (más cefoxitina y bastante menos cefotetan) y los carbapenemes (más imipenem que meropenem). Tanto ampicilina como cefaloridina son muy lábiles (se degrada una gran cantidad de moléculas por unidad de tiempo) e inductoras fuertes de la enzima, con lo que determinan su autoinactivación. Las cefalosporinas de segunda y tercera generación, aztreonam, las ureidopenicilinas y las carboxipenicilinas son también lábiles (en grado variable, dependiendo del compuesto), pero débiles inductoras. Cefepima y cefpiroma son más estables a la hidrólisis que las cefalosporinas de tercera generación, y poco inductoras. Imipenem es un fuerte inductor, pero al ser muy estable a la acción hidrolítica de la enzima (incluso en caso de desrepresión) pierde poca actividad, a no ser que exista un mecanismo de resistencia adicional (por ejemplo disminución de la permeabilidad). Meropenem es un peor inductor y aún más estable a la enzima. Los inhibidores de betalactamasas plasmídicas poseen diferente actividad como inductores de BLS-C, pero la significación clínica de la inducción por este tipo de compuestos es poco conocida porque sobreviene a concentraciones de inhibidor difícilmente alcanzables in vivo.

La desrepresión es un proceso de producción permanente de la enzima, con independencia de la presencia o no de betalactámico. La desrepresión de la enzima puede ser parcial (cuando la cantidad de enzima producida aún puede aumentarse en presencia de un inductor) o total. En P. aeruginosa aparecen mutantes parcialmente desreprimidas a una frecuencia de aproximadamente 10-7, y mutantes totalmente desreprimidas en torno a 10-9, mientras que en Enterobacter sp. aparecen mutantes totalmente desreprimidas con una frecuencia entre 10-5 y 10-7.

La mayoría de los estudios sobre la base genética del proceso de inducción se han realizado en Citrobacter freundii y en Enterobacter cloacae. El gen estructural es ampC y está sometido al control de AmpR. La proteína AmpR actúa como represora de la transcripción de ampC en condiciones basales (de no inducción) y como activadora de la transcripción en condiciones de inducción. El ampR pasa de la forma represora a la forma activadora cuando AmpR interacciona en el citoplasma bacteriano con un producto soluble derivado de la degradación/reciclado del peptidoglucano (el compuesto más importante en este sentido es el anhidro-acetil-murámico-l-lisina-d-glutámico-meso-diaminopimélico, NAMT), cuyos niveles aumentan, presumiblemente, como consecuencia de la inhibición de las proteínas fijadoras de penicilina por parte de los betalactámicos (inductores). Hay al menos otros tres genes que intervienen en el control de la inducción de AmpC: ampD, ampE y ampG. El ampD produce una proteína soluble que actúa como amidasa degradando el NAMT, disminuyendo la concentración intracitoplásmica de este metabolito. Las mutaciones en ampD (las más importantes en clínica) dan lugar a la desrepresión o la hiperinducibilidad de la síntesis de AmpC. La AmpG es una proteína de membrana que actúa como transportador del NAMT desde el periplasma al interior del citoplasma bacteriano y contribuye a que los niveles de este metabolito en el citoplasma se eleven. La AmpE es una proteína citoplásmica que probablemente actúe como un sensor de betalactámicos, contribuyendo a aumentar el efecto represor de AmpD, pero parece ser indispensable en todo el proceso y su papel no ha sido aclarado aún convincentemente. Se han descrito otros genes (pbpA, ftsZ) relacionados también con el control de la producción de AmpC inducible, pero el mecanismo implicado es desconocido.

En E. coli y S. sonnei la expresión de AmpC es constitutiva, y en condiciones normales se producen cantidades mínimas de enzima. En E. coli no existe ampR, el promotor de ampC es poco eficaz y además existe un atenuador entre el promotor y el gen estructural. Se han descrito cepas de E. coli hiperproductoras de AmpC por amplificación del gen o por mutaciones que afectan al atenuador o al promotor de ampC.

Las enterobacterias con AmpC inducible producen cantidades escasas de enzima en ausencia de inductor. Tanto las cepas inducibles como las desreprimidas de Enterobacter, C. freundii, M. morganii y S. marcescens son resistentes a ampicilina y cefalosporinas de corto espectro; las dos primeras especies son también resistentes a cefoxitina, pero este antimicrobiano es moderadamente eficaz frente a M. morganii, S. marcescens y Providencia sp. Las ureido y carboxipenicilinas y las cefalosporinas de tercera generación son activas frente a cepas inducibles, pero no frente a las cepas desreprimidas. Los carbapenemes y las cefalosporinas de cuarta generación son, en general, activos frente a cepas desreprimidas, excluyendo las cepas desreprimidas de Enterobacter que no expresan porinas. En P. aeruginosa el grado de resistencia depende de la cantidad de enzima producida por el proceso de inducción/desrepresión: las ureidopenicilinas se afectan incluso con pequeñas cantidades de enzima, pero las cefalosporinas de cuarta generación y la carbenicilina sólo se afectan de forma significativa cuando existe una desrepresión total; la resistencia a los carbapenemes en esta especie depende también de alteraciones de la permeabilidad y (al menos para algunos compuestos) de la existencia de bombas de eflujo.

Se calcula que aparecen mutantes desreprimidas en un 7% a 40% de los pacientes que sufren infección por agentes con AmpC inducible. En P. aeruginosa se ha observado selección de cepas desreprimidas en relación con el uso de ureidopenicilinas, piperacilina y cefalosporinas de tercera generación. En las enterobacterias esta selección depende fundamentalmente del empleo de cefalosporinas de tercera generación. En un 25% a 75% de aquellos pacientes en que aparecen mutantes resistentes sobreviene un fallo terapéutico, con más frecuencia en infecciones respiratorias u óseas que en infecciones urinarias (probablemente por la alta concentración de fármaco alcanzada en el tracto urinario).

Cefamicinasas Plasmídicas

Las betalactamasas codificadas por plásmidos tienen, en general, propiedades diferentes de las enzimas de tipo cromosómico, pero en algunos casos es difícil establecer si una enzima debe considerarse cromosómica o plasmídica: SHV-1 es una betalactamasa muy comúnmente codificada por plásmidos, pero también por el cromosoma de K. pneumoniae. Se ha demostrado una relación evolutiva entre plásmidos que codifican enzimas tipo TEM y la enzima cromosómica de K. pneumoniae LEN-1, y que las enzimas plasmídicas MEN-1 y FEC-1 guardan una estrecha relación con la betalactamasa cromosómica de clase A de K. oxytoca.

La mayoría de las betalactamasas codificadas por plásmidos no confieren resistencia a las cefamicinas. Esta característica ayuda a reconocer fenotípicamente las cepas productoras de betalactamasas plasmídicas de espectro extendido tradicionales. En los últimos años, sin embargo, se han descrito betalactamasas plasmídicas que confieren resistencia no sólo a cefalosporinas de tercera generación sino también a cefamicinas, por lo que se conocen como cefamicinasas plasmídicas. La mayor parte de estas enzimas se han descrito en K. pneumoniae, aunque también se han identificado en E. coli y en Achromobacter sp. Las representantes mejor caracterizadas son MIR-1, MOX-1, CMY-1, CMY-2, BIL-1, LAT-1 y FOX-1 y algunas otras enzimas recientemente identificadas todavía sin denominación específica.

Las cepas con cefamicinasas plasmídicas se han descrito tanto de forma epidémica como ocasional. Los plásmidos implicados son tanto conjugativos como no conjugativos (incluso para el mismo tipo de enzima) y de muy variado tamaño. Este tipo de enzimas suelen tener un pI básico, incluso superior a 10, y confieren resistencia a cefamicinas y cefalosporinas (incluidas las de tercera generación), pero no a carbapenemes. No se inhiben por ácido clavulánico pero sí por aztreonam, lo que las asemeja a las BLS-C anteriormente comentadas. Se conocen las bases genéticas que controlan la producción de estas enzimas en bastantes casos y se ha comprobado que el gen estructural tiene una alta homología con AmpC de C. freundii (en la mayoría de los casos), de E. cloacae o de P. aeruginosa. Dicho gen estructural no se acompaña de un gen equivalente a ampR y en consecuencia la enzima se produce de forma constitutiva.

El descubrimiento de las cefamicinasas cromosómicas podría sugerir la posibilidad de que los distintos tipos de enzimas codificadas por plásmidos tengan un origen cromosómico, aunque en la actualidad desconozcamos el organismo que inicialmente sirvió como fuente para la transmisión de la información del cromosoma al plásmido.

Bibliografía

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Carbapenemasas.¿Un nuevo reto para la antibioterapia?

R. Cantón

Servicio de Microbiología, Hospital Ramón y Cajal, Madrid.

Los carbapenemes, representados en España por el imipenem y más recientemente por el meropenem, constituyen el grupo de antibióticos betalactámicos más estables a la hidrólisis por las betalactamasas. Son resistentes a la acción de la mayoría de estas enzimas, incluyendo AmpC y las betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado de tipo TEM, SHV y OXA. Durante años, la única carbapenemasa conocida fue la descrita en Bacillus cereus (betalactamasa II), considerándose una curiosidad de laboratorio. Posteriormente se comprobó que Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacteriun odoratum, Legionella gormanii y algunos aislamientos de Bacteroides fragilis producían también enzimas de carácter cromosómico capaces de hidrolizar estos compuestos. La reciente identificación y caracterización de carbapenemasas plasmídicas en Pseudomonas aeruginosa, en diferentes especies de Enterobacteriaceae y en Acinetobacter ha generado un mayor interés por su estudio y puede suponer un nuevo reto para la antibioterapia.

La resistencia a los carbapenemes no está determinada en exclusiva por la producción de carbapenemasas, ya que existen al menos otros tres mecanismos que pueden afectar a su actividad: pérdida de porinas específicas, bombeo o expulsión del antibiótico y modificaciones en las proteínas fijadoras de penicilina (PBP). Con la excepción de P. aeruginosa y otros bacilos gramnegativos no fermentadores, la resistencia a los carbapenemes es todavía infrecuente, y en algunos casos es necesaria la superposición de más de un mecanismo para que esta resistencia tenga relevancia clínica.

Atendiendo a la clasificación molecular de Ambler, las carbapenemasas pueden estructurarse en dos grupos (Tabla 1). El primero está representado por las de clase B (grupo 3 de la clasificación de Bush-Jacoby-Medeiros), son metaloenzimas y requieren zinc para su actuación. Son inhibidas por EDTA, pero no por ácido clavulánico. Estas enzimas también hidrolizan las penicilinas y cefalosporinas, incluyendo las cefamicinas. Sin embargo, la ticarcilina y el aztreonam son sustratos débiles. Las metaloenzimas son generalmente de naturaleza cromosómica, aunque recientemente se han asociados a plásmidos conjugativos. Son inducibles y se han encontrado en S. maltophilia (betalactamasa L1), Aeromonas sp. (A2, CphA), B. cepacia (PCM-1) y B. fragilis (CcrA). Por el contrario, las plasmídicas de este grupo son enzimas constitutivas y se han descrito en S. marcescens (IMP-1), P. aeruginosa y B. fragilis.

Tabla1.Carbapenemasas.

  Grupo     Inhibición por    
Clase Bush-Jacoby    
       
Ambler Medeiros Enzima pI CLAV EDTA Localización * Microorganismos
B 3 CcrA 4,5-5,2 + Crm/PI B. fragilis
      5,8 + Crm C. odoratum
    L1 6,9 + Crm S. maltophilia
    CphA 8,0-8,4 + Crm Aeromonas sp.
    PCM-1 8,8 + Crm B. cepacia
    "Watanabe" 9,0 + PI P. aeruginosa
    IMP-1 >9,5 + Crm/PI S. marcescens
              P. aeruginosa
              K. nuemoniae
    PCM-1 8,8 +/- + Crm B. cepacia
    ARI-1 6,6 + PI A. baumannii
    AbRC-1 6,7 + PI A. baumannii
A 2f NMC-A 6,9 +/- Crm E. cloacae
    IMI-1 7,0 +/- Crm E. cloacae
    Sme-1 9,7 +/- Crm S. marcenses

*Crm: localización cromosómica; PI: localización plasmídica.

Las carbapenemasas descritas en S. marcescens y P. aeruginosa hidrolizan a imipenem y meropenem con una eficacia similar, si bien el grado de resistencia es discretamente mayor frente al meropenem, particularmente en P. aeruginosa. Asimismo, las carbapenemasas cromosómicas y plasmídicas de B. fragilis hidrolizan algo mejor el meropenem que el imipenem. El gen cromosómico (cfiA o ccrA) puede ser silente y expresarse con diferentes grados, dependiendo de la presencia de un elemento de inserción en el codón de iniciación del gen que codifica la betalactamasa.

La frecuencia real de aislamientos productores de carbapenemasas de clase B no es del todo conocida: casi el 100% de los aislamientos de S. maltophilia producen la metaloenzima L1; CphA está muy difundida entre las especies clínicas de Aeromonas, aunque es necesario un inóculo elevado (108 x UFC/ml) para demostrar un incremento en los valores de CMI del imipenem; y algunos autores han sugerido que todos los aislamientos de B. cepacia producen, además de una cefalosporinasa, una carbapenemasa poco eficiente, y que la expresión de estas enzimas es poco frecuente en B. fragilis (<3%). Asimismo, la descripción de las carbapenemasas en Acinetobacter sp. es extremadamente rara; sólo se han descrito las enzimas AbRc-1 en dos cepas aisladas en Francia y ARI-1 en otro aislamiento en Gran Bretaña. Ambas son de carácter plasmídico, habiéndose demostrado para ARI-1 la transferencia por conjugación a otras especies de Acinetobacter. Especial atención requieren los datos publicados acerca de la presencia de IMP-1 en P. aeruginosa en Japón (0,4% del total de aislamientos estudiados). Esta enzima, en muchos casos, es de carácter plasmídico y puede transferirse por electroporación a otras cepas de P. aeruginosa y Escherichia coli. La IMP-1 también se ha encontrado en Japón en S. marcescens (3,8%) y en Klebsiella pneumoniae, microorganismo considerado como vector "ideal" de plásmidos de resistencia. Asimismo, en el primer caso pudo transferirse por conjugación a E. coli la resistencia al imipenem.

El segundo grupo de enzimas que hidrolizan a los carbapenemes son serina betalactamasas de clase A (grupo 2f de Bush-Jacoby-Medeiros). A diferencia de las de clase B, son parcialmente inhibidas por el ácido clavulánico pero no por el EDTA. Estas enzimas son penicilinasas pero también hidrolizan eficazmente a los carbapenemes y al aztreonam. Por el contrario, hidrolizan débilmente a las cefalosporinas y, con la excepción de la enzima NMC-A, no hidrolizan a la cefoxitina. Por el momento sólo se han descrito tres carbapenemasas de clase A, todas ellas en Enterobacteriaceae: Sme-1 en dos cepas de S. marcescens aisladas en Inglaterra en 1982, IMI-1 en dos aislamientos de Enterobacter cloacae en Califomia en 1984, y NMC-A en una sola cepa de E. cloacae en París en 1990. Todas son inducibles, no transferibles y, al contrario que las carbapenemasas de clase B, la hidrólisis del imipenem es menor que la del meropenem. La producción de NMC-A y Sme-1 está controlada por reguladores de la familia LysR, NmcR y SmeR, respectivamente. Estas proteínas son reguladores positivos débiles estructuralmente relacionados con la proteína AmpR del sistema de regulación de la cefalosporinasa AmpC. Sin embargo, a diferencia del sistema AmpR-AmpC, actúan como inductores débiles tanto en ausencia como en presencia de antibióticos betalactámicos. Una diferente carbapenemasa de clase A se ha descrito de forma esporádica en Bacteroides distasonis, pero en éste la resistencia a los carbapenemes depende también de mecanismos relacionados con la permeabilidad.

En conclusión, a pesar del creciente uso de los carbapenemes, la mayoría de los bacilos gramnegativos continúan siendo sensibles a estos compuestos. En los aislamientos resistentes coexisten con frecuencia diferentes mecanismos para que la resistencia a los carbapenemes tenga relevancia clínica. La resistencia mediada por betalactamasas se debeesencialmente a metaloenzimas en patógenos de interés creciente (S. maltophilia y B. cepacia) y son raramente encontradas en Bacteroides y Enterobacteriaceae. Asimismo, las carbapenemasas de clase A se han encontrado ocasionalmente en E. cloacae y S. marcescens. La localización plasmídica de algunas metaloenzimas en P. aeruginosa, S. marcescens y K. pneumoniae, particularmente en países con una amplia utilización de carbapenemes, puede incidir en una mayor diseminación de la resistencia a estos antimicrobianos. Por ello, es urgente la investigación de nuevos betalactámicos que soslayen la resistencia a los carbapenemes, en particular la debida a carbapenemasas.

Bibliografía

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Aspectos metodol&oaute;gicos del estudio de las betalactamasas: del fenotipo al genotipo.

J. Vila

Laboratorio de Microbiología, Hospital Clínico y Provincial, Barcelona.

Entre los mecanismos de resistencia a los antibióticos betalactámicos que las bacterias pueden presentar, sin duda alguna la síntesis de betalactamasas es el más común. Dado que la resistencia a los betalactámicos puede deberse a otros mecanismos además de a las betalactamasas, la primera aproximación para conocer la posible implicación de éstas en la resistencia será el análisis detallado del patrón de sensibilidad a los betalactámicos según al antibiograma y la detección de la actividad betalactamasa. En la evaluación de la resistencia a los antibióticos betalactámicos, el análisis fenotípico de los patrones de resistencia puede representar en algunos casos poder predecir la posible implicación de una betalactamasa determinada. La interpretación de los fenotipos de resistencia a betalactámicos se basa en comparar los aislamientos clínicos con un determinado perfil de resistencia con el prototipo de bacteria sensible perteneciente a la misma especie. Para obtener un fenotipo de resistencia que permita predecir la presencia de alguna betalactamasa deberíamos incluir en el antibiograma, por lo menos:

1) La sensibilidad a penicilinas con y sin inhibidor de betalactamasas.

2) La ceftazidima, que es el mejor indicador de betalactamasas de espectro ampliado (BLEA).

3) La cefoxitina, que es un buen indicador de betalactamasas inducibles en Enterobacter sp. y Citrobacter sp., y ayuda a comprobar si una Klebsiella posee una BLEA o una betalactamasa AmpC.

4) Un carbapenem, el cual escapa a la resistencia mediada por la mayoría de las betalactamasas.

También es preferible detectar la CMI de estos betalactámicos en lugar de realizar el clásico antibiograma disco-placa. Sin embargo, existe una serie de limitaciones del antibiograma como sistema para predecir el tipo de betalactamasa, tales como:

1) No poder utilizar este sistema para microorganismos en que la relación entre antibiograma y mecanismos de resistencia no está bien establecida.

2) Las cepas bacterianas con una expresión de la enzima excepcionalmente elevada o escasa pueden presentar comportamientos anómalos, especialmente con la combinación de inhibidores de betalactamasas.

3) La resistencia intrínseca de algunas especies a los antibióticos betalactámicos puede modificar el fenotipo conferido por la misma betalactamasa.

4) La predicción falla cuando el aislamiento clínico estudiado presenta varios mecanismos de resistencia o más de un tipo de betalactamasas.

Diversos ensayos se han utilizado para constatar la producción de betalactamasas. Los procedimientos más comúnmente utilizados en laboratorios clínicos incluyen los que utilizan una cefalosporina cromogénica, el acidimétrico y el yodométrico. Todos ellos se basan en la detección visual del producto final de la hidrólisis de un betalactámico por acción de la betalactamasa, mediante una reacción colorimétrica. No todos los métodos son útiles para la detección de betalactamasas en cualquier bacteria. De todos ellos el más utilizado es el de la nitrocefina (cefalosporina cromogénica). Este método, aunque caro, permite detectar la mayoría de betalactamasas conocidas. Para algunas bacterias existe una correlación directa entre producción de betalactamasas y resistencia a antibióticos betalactámicos específicos, por ejemplo Haemophilus influenzae y la resistencia a ampicilina. Sin embargo, para otros microorganismos, tales como las enterobacterias o Pseudomonas, la producción de betalactamasas no puede predecir totalmente la resistencia a varios antibióticos betalactámicos. El desarrollo de resistencia a diversos antibióticos betalactámicos es un problema en algunos bacilos gramnegativos, como Enterobacter sp., Citrobacter sp., etc., que poseen una betalactamasa cromosómica inducible. Se ha comprobado que en el 14% y el 65% de los pacientes infectados con estos microorganismos, la bacteria desarrolla resistencia. Para detectar la capacidad de producir una betalactamasa cromosómica inducible se ha diseñado una prueba muy simple que consiste en colocar un disco que contiene un inductor débil (cefotaxima o cefamandol) cerca de un disco que contiene un inductor fuerte (cefoxitina). La inducción se detecta por la deformación del halo de inhibición del inductor débil en la zona cercana al disco que contiene el inductor fuerte. Sin embargo, la sensibilidad de este método comparado con un ensayo directo de inducción es del 80%. Otro ensayo biológico similar al descrito anteriormente nos permite detectar la producción de BLEA cuando los aislamientos clínicos presentan una sensibilidad reducida a ceftazidima. Para ello se utiliza un disco de ceftazidima y otro de amoxicilina más ácido clavulánico. Cuando la zona de inhibición de la ceftazidima se ve aumentada por la presencia del ácido clavulánico, se puede inferir la presencia de BLEA.

Actualmente es frecuente encontrar microorganismos que producen tres o cuatro betalactamasas. Cuando varias betalactamasas son producidas en el mismo microorganismo, las propiedades biológicas de éste reflejarán una compleja mezcla de parámetros debido a la variedad de propiedades cinéticas de las diversas enzimas y a las cantidades relativas de cada una. Por ejemplo, si una BLEA es producida en un microorganismo que también posee un alto grado de expresión de una betalactamasa del grupo 1, el microorganismo no será altamente sensible a los efectos del ácido clavulánico. Por ello, organismos productores de diversas betalactamasas pueden ser más difíciles de identificar como organismos que producen BLEA. La determinación del punto isoeléctrico (pI) es un método ampliamente utilizado para la diferenciación de las betalactamasas. Mediante este método podemos comprobar si un microorganismo está produciendo una o varias betalactamasas e identificarla(s) mediante comparación con enzimas de cepas de referencia. Sin embargo, un problema potencial en la utilización de este método es que las isoenzimas con una sustitución en un único aminoácido que no genera un cambio sustancial en el perfil del sustrato se detectarán en el futuro con mayor frecuencia, por lo que una diferencia en el pI puede, en algunos casos, ser inadecuada para describir dos enzimas como diferentes.

Existen en la actualidad, dentro de la amplia variedad de betalactamasas, algunas con sólo ligeras diferencias en su punto isoeléctrico. Por ello, su identificación mediante isoelectroenfoque puede ser difícil y quizás motivo de error. Se han desarrollado diversas sondas de DNA para detectar betalactamasas mediante hibridación y así disponer de un método alternativo al isoelectroenfoque. Como sondas de DNA se han utilizado: 1) fragmentos de DNA del gen que se quiere detectar, aunque algunas veces pueden presentar hibridación cruzada con genes de otras betalactamasas no relacionadas; y 2) oligonucleótidos, que son mucho más específicos y permiten discriminar entre genes que se diferencian en un único nucleótido (por ejemplo TEM-1 y TEM-2). La principal desventaja de estas técnicas de hibridación es su complejidad de realización. Para soslayar este inconveniente se ha diseñado una serie de primers específicos que permiten detectar, mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), las familias más importantes de betalactamasas (por ejemplo TEM, SHV). En algunos casos, la diferencia entre los miembros de estas familias estriba exclusivamente en una mutación concreta entre los genes. Existen en la actualidad diversas técnicas que permiten detectar mutaciones concretas a partir de productos de PCR; dos de ellas, la PCR-RFLP y la PCR-SSCP, se han utilizado para diferenciar genes de betalactamasas de la familia de las SHV. Una mutación concreta en el gen blaSHV que genera una sustitución del aminoácido Gly238 a Ser es la causa del cambio a una betalactamasa de espectro ampliado. Se ha comprobado que dicha mutación crea un lugar de restricción para la endonucleasa de restricción Nhe I. Por ello, la amplificación mediante PCR de la región que contiene este nucleótido y la posterior digestión con Nhe I es un método sencillo para distinguir entre SHV-1 y sus derivados de espectro ampliado. Por otro lado, la técnica de PCR-SSCP se ha utilizado también para diferenciar los diversos componentes de la familia de las betalactamasas SHV de espectro ampliado.

Como hemos mencionado a lo largo de esta exposición, en la actualidad se dispone de diversas técnicas sencillas y con elevada especificidad que nos permiten diferenciar entre las betalactamasas existentes. Distinguir entre betalactamasas es importante para la realización de estudios epidemiológicos, donde la presencia de un tipo de betalactamasa poco común permite el seguimiento de una cepa particular.

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1997 Fluoroquinolonas: 10 años después.

ÍNDICE DE PONENCIAS


Bases moleculares de la evolución de la betalactamasas plasmídicas de tipo TEM.

Las betalactamasas de tipo TEM, incluidas en los grupos 2b, 2be y 2br de la clasificación de Bush, Jacoby y Medeiros (1), constituyen un grupo de enzimas que pertenecen a la clase molecular A. Estas betalactamasas han alcanzado un gran éxito evolutivo y se encuentran ampliamente difundidas entre las bacterias gramnegativas, en parte, probablemente, por su codificación plasmídica y la inclusión del determinante genético en el seno de un transposón. En algunas especies, como Escherichia coli, del 30% al 50% de los aislamientos clínicos poseen una betalactamasa de tipo TEM. En la actualidad hay descritos más de 40 tipos diferentes de TEM, lo que representa el 20% de todas las betalactamasas conocidas.

Aunque el origen de estas enzimas permanece oscuro, la evolución y diseminación de las betalactamasas plasmídicas de tipo TEM parecen ser la consecuencia directa de la evolución y el consumo de antibióticos betalactámicos. Los primeros betalactámicos (penicilinas, amino, carboxi y ureidopenicilinas, y las cefalosporinas de primera generación) seleccionaron bacterias portadoras de betalactamasas plasmídicas de tipo TEM originales (TEM-1 y TEM-2). En 1963 se identifica por vez primera una betalactamasa de tipo TEM, la TEM-1, en una cepa clínica aislada en Grecia (2). En 1969 se identifica la TEM-2 (3) y durante los 15 años siguientes no se encuentran nuevas TEM. El aumento en el consumo de betalactámicos originó la diseminación (diferentes plásmidos portadores, en diferentes cepas de la misma especie, en diferentes especies) de los genes que codificaban estas betalactamasas. Tras unos años, las betalactamasas de tipo TEM se hallaban ampliamente diseminadas en bacterias gramnegativas de interés clínico.

Después, en un periodo de tiempo relativamente corto (1978 a 1986) fueron desarrollados nuevos betalactámicos, como las cefalosporinas de tercera generación, los monobactames y los inhibidores suicidas. Las enzimas TEM-1 y TEM-2 eran incapaces de hidrolizar estos nuevos sustratos. Las TEM estaban ampliamente diseminadas y el resultado no se hizo esperar. Empezaron a aparecer bacterias que, al producir estas betalactamasas, eran resistentes a los nuevos antibióticos betalactámicos. En 1984 se describe la TEM-3 (4), una variante de TEM-2 (5) que contiene 3 cambios en su secuencia de aminoácidos y que es capaz de hidrolizar cefalosporinas de tercera generación. Estas nuevas enzimas constituyen una nueva clase (cuya primera representante es la SHV-2, aislada un año antes) que se conoce con el nombre de betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado (grupo 2be de Bush, Jacoby y Medeiros). Durante los siguientes 6 o 7 años parece haberse producido una explosión de diversidad de betalactamasas de tipo TEM. Se aíslan y caracterizan más de 30 variantes de TEM-1 y TEM-2 que presentan el espectro de sustrato ampliado o una menor sensibilidad a los inhibidores suicidas.

Paralelamente se producen nuevos fenómenos:

1) Las bacterias asocian la producción de betalactamasas a mutaciones cromosómicas que, por ejemplo, disminuyen o anulan la producción de alguna porina específica.

2) Las bacterias aprenden a sobreproducir TEM (promotores más potentes, plásmidos con más copias). Esta sobreproducción permite la hidrólisis de sustratos para los que las enzimas de tipo TEM tienen baja actividad y, además, disminuye la efectividad de los inhibidores (al incrementarse el número de dianas alguna enzima es capaz de escapar a su acción).

3) Las bacterias combinan en una misma célula la producción de dos TEM diferentes (por ejemplo TEM-1 más TEM-27) (6), o de una TEM más otro tipo de betalactamasa, lo que permite tener una mejor tasa de hidrólisis combinada para muchos de los posibles sustratos. Desde el punto de vista evolutivo, este tercer fenómeno adaptativo plantea una interesante pregunta: ¿pueden las bacterias utilizar la diploidía (en este caso dos alelos diferentes del mismo gen) como medio para ensayar nuevas combinaciones de mutaciones sin peligro de perder la actividad protectora de la enzima original?

En resumen, la evolución de las betalactamasas de tipo TEM ha seguido, aparentemente, varios caminos: a) cuantitativo, que implica el aumento de la presencia de la enzima tanto en la población (diseminación de los genes mediante plásmidos y transposones) como en los individuos (aumento en la producción por mutaciones en el promotor o por aumento en el número de copias del plásmido portador); y b) cualitativo, que implica una especialización de la enzima en la hidrólisis de nuevos sustratos mediante la adquisición de mutaciones (7).

Las nuevas variantes de TEM-1 o TEM-2 con actividad hidrolítica sobre las cefalosporinas de tercera generación y los monobactames son el resultado de la presencia de un cambio, o la combinación de varios, en las posiciones 39, 104, 164, 237, 238, 240 y 265. Los cambios Glu104 »Lys, Arg164238 »Ser y Glu240 »Lys son capaces por sí mismos (en ausencia de otros) de conferir actividad sobre los citados betalactámicos (8-10). Además, la combinación en la misma molécula de más de uno de estos cambios supone, en la mayoría de los casos, un aumento sustancial en la actividad (mayor que la mera suma de las actividades conferidas por las mutaciones por separado). Los cambios Gln39 »Lys y Thr265 »Met se han considerado clásicamente como neutros en el sentido de que no modifican la actividad de las enzimas que los poseen (11). Sin embargo, estudios detallados indican que ambas mutaciones pueden modificar la actividad enzimática (7, 12, 13) y su capacidad de selección (Negri y Baquero, comunicación personal). Por último, el cambio Ala237 »Thr se ha descrito como causa, en ausencia de otros, del incremento en la actividad sobre las cefalosporinas (14). Estudios realizados en nuestro laboratorio muestran que la introducción mediante mutagénesis dirigida de dicho cambio en la molécula de TEM-1 no modifica de modo sustancial la actividad frente a las cefalosporinas de tercera generación (7). La introducción de la citada mutación en TEM-10 (variante con dos cambios: Ser164, Lys240) da lugar a TEM-5. La nueva variante confiere a la cepa portadora una resistencia a la cefotaxima que se ve incrementada en 4 veces con respecto a TEM-10 (15). Así, el efecto de los cambios de aminoácidos en las moléculas de TEM-1 y TEM-2 se debe interpretar en relación con las otras posibles modificaciones acompañantes y no como cambios aislados. Los cambios, considerados hasta el momento como neutros, pueden desempeñar un papel importante en la evolución de las betalactamasas de tipo TEM, actuando como mutaciones compensatorias de algunas deficiencias en la actividad originadas por otras mutaciones más activas. »Ser (o His), Gly

Pese a la gran diversidad de betalactamasas de espectro ampliado de tipo TEM, llama la atención que todas ellas sean el resultado de la combinación de sólo 7 cambios en la secuencia. Estudios de mutagénesis sobre diferentes regiones de la proteína muestran que existe un gran número de mutaciones capaces de incrementar la actividad, por ejemplo, sobre ceftazidima (16, 17). Pero muchas de esas mutaciones determinan una gran disminución de la actividad hidrolítica sobre otros betalactámicos. Sólo unas pocas son capaces de mantener un buen nivel de actividad frente a un número elevado de sustratos. La mayoría de éstas coincide con las encontradas en las TEM aisladas en cepas clínicas.

En el marco clínico, la situación pudo ser muy similar. El uso de los nuevos betalactámicos no fue seguido por un descenso sustancial en la utilización de los primitivos. Esta situación pudo crear un problema adaptativo a las bacterias entéricas con betalactamasas de tipo TEM. Debían enfrentarse de forma consecutiva a moléculas nuevas y antiguas. Así, las mutaciones que observamos en las TEM naturales son el resultado de la selección por diferentes agentes de forma alternante y no por un solo agente que actúa de manera uniforme.

A partir de 1990 comienzan a aislarse variantes de TEM con menor sensibilidad a los inhibidores suicidas de betalactamasas (ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam). Con estas nuevas variantes se inaugura un nuevo grupo en la clasificación de Bush, Jacoby y Medeiros: el 2br. Tras el uso tentativo de varias denominaciones, en la actualidad parece ampliamente aceptado el nombre de IRT (Inhibitor Resistant TEM) para estas nuevas enzimas (18). De forma similar a lo acontecido con las TEM de espectro ampliado, las IRT muestran un rápido proceso de diversificación. En unos pocos años se han descrito 13 variantes moleculares, todas ellas resultado de un cambio, o de la combinación de varios cambios, en alguno de los aminoácidos siguientes: Met69, Trp165, Met182, Arg244, Arg275 y Asn276.

Durante los últimos 6 años las IRT y las TEM de espectro ampliado han coexistido sin mezclar sus mutaciones. De hecho, la inclusión en la misma molécula de enzima de los dos tipos de mutaciones confería solamente el fenotipo de ampliación del espectro, perdiéndose la resistencia a los inhibidores. Los microorganismos, seguramente los mejores ingenieros genéticos, es muy probable que encuentren el modo de solucionar esta incompatibilidad (posiblemente por mutaciones compensatorias).

Bibliografía

  1. Bush, K., Jacoby, G.A., Medeiros, A.A. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39.
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  11. Knox, J. Antimicrob Agents Chemother 1995; 39: 2593-2601.
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Epidemiología de las betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado.

C. Ardanuy

Servicio de Microbiología, Ciutat Sanitària i Universitària de Bellvitge, L'Hospitalet de Llobregat, Barcelona.

La incorporación a la terapéutica de las cefalosporinas de tercera generación y de los monobactames, resistentes a la hidrólisis por betalactamasas clásicas, supuso un importante avance en el tratamiento de las infecciones causadas por enterobacterias. En 1983 se detectaron en Alemania los primeros aislamientos clínicos de Klebsiella pneumoniae y Escherichia coli resistentes a estos antibióticos por producción de una betalactamasa plasmídica transferible por conjugación (1, 2). Estas enzimas fueron denominadas betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado (BLEA) y corresponden al grupo 2be de la clasificación de Bush y cols. (3).

Las BLEA derivan de las betalactamasas plasmídicas clásicas por mutaciones concretas en los genes que las codifican, originando cambios en su secuencia de aminoácidos. Estas mutaciones han dado lugar a una gran variedad de enzimas (de TEM-3 a TEM-29 y de SHV-2 a SHV-7) (3, 4).

A finales de la década de 1980 se describen en Francia los primeros brotes nosocomiales producidos por cepas de K. pneumoniae productoras de BLEA (5, 6). Desde entonces se han documentado numerosos brotes nosocomiales por todo el mundo causados por diferentes especies de enterobacterias con este patrón de resistencia enzimática (7, 8). Un estudio reciente realizado en Unidades de Cuidados Intensivos (UCI) de 10 países europeos, demostró que un 22,8% de los aislamientos de Klebsiella sp. eran productores de BLEA, siendo K. pneumoniae la especie más importante (9).

La producción de estas enzimas confiere resistencia a penicilinas, cefalosporinas y monobactames. Los carbapenemes y las cefamicinas no son hidrolizados por este grupo de betalactamasas. Las combinaciones de penicilinas con inhibidores de betalactamasas pueden ser activas, aunque se han descrito casos de resistencia por hiperproducción de BLEA y por producción conjunta de BLEA y SHV-1 (10, 11).

Los plásmidos que codifican la producción de estas enzimas se transfieren fácilmente entre distintas especies bacterianas por conjugación, y además pueden llevar asociados mecanismos de resistencia a otros grupos de antibióticos, lo que dificulta el tratamiento de las infecciones acusadas por estos microoganismos (12).

El hallazgo de enterobacterias productoras de BLEA puede ser esporádico, sin relación clonal, o bien dar lugar a brotes nosocomiales generalmente originados por un mismo clon bacteriano. Estas epidemias suelen afectar a un número reducido de pacientes, aunque también pueden ser de mayor extensión y originar una situación endémica.

Los brotes nosocomiales causados por enterobacterias productoras de BLEA pueden deberse a la diseminación horizontal de un plásmido por conjugación entre diferentes especies bacterianas, o bien a la diseminación de un clon bacteriano multirresistente. Estas epidemias intrahospitalarias surgen principalmente en las UCI y se asocian a un consumo elevado de cefalosporinas de tercera generación. La colonización fecal es importante porque actúa de reservorio de estos microrganismos y facilita la transmisión de esta resistencia a otras enterobacterias. La transmisión horizontal de paciente a paciente mediante la manipulación por el personal sanitario es la forma más frecuente de diseminación de una cepa epidémica (6, 7). Los factores de riesgo asociados a infección y/o colonización por estos microorganismos son: estancia prolongada en UCI, cateterización arterial o urinaria y consumo de antibióticos.

En el control de estos brotes han resultado eficaces la restricción del uso de cefalosporinas de tercera generación, la educación del personal sanitario y la aplicación de medidas de barrera (aislamiento cutáneo) (8). La descontaminación intestinal es una medida cuestionada, ya que puede seleccionar otros microorganismos multirresistentes.

Con los criterios del NCCLS, algunos de los microorganismos productores de BLEA podrían considerarse sensibles a las cefalosporinas de tercera generación, (7) por lo que para detectar la producción de BLEA deben utilizarse los métodos de la sinergia de doble difusión con disco (entre cefalosporinas de tercera generación y ácido clavulánico) o el método de difusión de E-test (ceftazidima y ceftazidima/ácido clavulánico).

En nuestra experiencia, durante una epidemia de origen clonal causada por K. pneumoniae productora de BLEA se vieron afectados 145 pacientes, de los que el 69,6% estaban ingresados en la UCI (13). La cepa epidémica presentaba resistencia a cefalosporinas de tercera generación, aztreonam, gentamicina y ciprofloxacino, y producía dos tipos de BLEA con pI de 7,6 y 8,2. En tres estudios de incidencia de colonización fecal por K. pneumoniae productor de BLEA realizados en las UCI de nuestro hospital, se detectó en el 41% de los pacientes en 1993, en el 35,6% en 1994 y en el 5% en 1995 (14). La eradicación del brote se consiguió mediante la aplicación de medidas de barrera, la restricción en el uso de cefalosporinas de tercera generación en las UCI y el seguimiento diario de los casos nuevos.

Bibliografía

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Novedades en la relación entre inhibidores de betalactamasas y betalactámicos.

M.A. Torrellas

Dpto. Investigación Clínica, SmithKline Beecham Pharmaceuticals, Madrid.

Para el estudio de la actividad in vivo de un antimicrobiano hay que distinguir los factores bacterianos que contribuyen directamente a la virulencia bacteriana, como la tasa de crecimiento bacteriano y productos metabólicos (enzimas degradantes de antibióticos), de la presencia de productos exógenos como antibióticos y/o inhibidores de las enzimas hidrolizantes y los factores del huésped (1).

Con objeto de realizar una aproximación novedosa al estudio de las interacciones dinámicas entre inhibidores de betalactamasas (ácido clavulánico) y betalactámicos (amoxicilina), revisaremos los estudios realizados acerca del efecto que sobre la viabilidad bacteriana y la actividad enzimática de dos cepas tipo, productoras de betalactamasas, puede tener la exposición continua de concentraciones de ácido clavulánico y/o de amoxicilina similares a las obtenidas en suero humano de voluntarios sanos tras una dosis única oral de 875 mg de amoxicilina/125 mg de ácido clavulánico (2, 3).

Para ello se utilizó un modelo in vitro de simulación farmacodinámica continua que tiene en cuenta el efecto carry-over a lo largo de 12 horas (4).

Los resultados obtenidos se pueden concretar en los siguientes puntos:

1) Concentraciones fisiológicas de ácido clavulánico incrementan el tiempo de generación celular de ambas cepas.

2) El ácido clavuláncio inhibe la actividad de las betalactamasas de ambas cepas durante 12 horas, a pesar de que a partir de las 6 horas no existen concentraciones apreciables en suero en la simulación farmacodinámica (5, 6).

Cuando se estudia el efecto combinado de amoxicilina/clavulánico en simulación farmacodinámica se obtiene una reducción del 98% de un inóculo inicial de 8,5 x 106 UFC/ml de Staphylococcus aureus a las 12 h a pesar de la no existencia de ácido clavulánico a partir de las 6 h y de amoxicilina a partir de las 8 h (7).

Fenómenos como el PLIE (tiempo de recuperación de la actividad betalactamasa con respecto a un control, tras la desaparición del ácido clavulánico), el PAE (tiempo de supresión del crecimiento bacteriano con respecto al control tras la exposición al antimicrobiano) y la prolongación del PAE por concentraciones subinhibitorias pudieran explicar estas observaciones.

Por último, indicar que el estudio de los efectos in vitro de simulaciones farmacodinámicas de ácido clavulánico en la viabilidad y en la actividad betalactamasa bacteriana, junto con el efecto combinado del ácido clavulánico con el antibiótico, ayudaría a explicar la actividad antimicrobiana in vivo. Estos resultados pueden tener implicaciones explicativas en esquemas de dosificación terapéutica.

Bibliografía

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  5. Martín, M., Aguilar, L., Balcabao, I.P., Gómez-Lus, M.L., Dal-Ré, R., Prieto, J. In vitro pharmacodynamic simulation of clavulanic acid concentrations on Staphylococcus aureus and Haemophilus influenzae betalactamase activity. J Antimicrob Chemother (en prensa).
  6. Balcabao, I.P., Prieto, J., Aguilar, L., Martín, M., Dal-Ré, R. Comparative in vitro effects of clavulanic acid (CA) physiological concentrations on Staphylococcus aureus (SA) and Haemophilus influenzae (HI) viability and betalactamase activity. 7th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Vienna 1995; Abstract Nº 531.
  7. Balcabao, I.P., Prieto, J., Aguilar, L., Martín, M., Dal-Ré, R. Comparative in vitro effects of amoxicillin-clavulanic acid (AC) physiological concentrations on Staphylococcus aureus (SA) viability and betalactamase activity. 66th International Congress for Infectious Diseases, Prague 1994; Abstract Nº 123

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Cefalosporinas inducibles:de AmpC a las cefamicinas plasmídicas

L. Martínez Martínez

Dpto. de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad de Sevilla.

CEFALOSPORINASAS CROMOSÓMICAS

Prácticamente todas las bacterias gramnegativas poseen una cefalosporinasa cromosómica. El tipo de enzima varía en función del microorganismo: algunos producen enzimas de clase A (de forma constitutiva, como Klebsiella o Bacteroides fragilis, o de forma inducible, como Citrobacter diversus o Proteus vulgaris), pero más frecuentemente la betalactamasa es de clase C (BLS-C). Escherichia coli y Shigella sonneii producen una baja cantidad no inducible de enzima, mientras que Enterobacter cloacae, E. aerogenes, Citrobacter freundii, Morganella morganii, Serratia sp., Providencia sp., Pseudomonas aeruginosa y otros bacilos gramnegativos producen una betalactamasa inducible.

Las BLS-C (clase I de Richmond-Sykes; grupo 1 de Bush-Jacoby-Medeiros) son enzimas con un sitio activo de serina, de unos 30-42 kD, con pI básicos, fundamentalmente cefalosporinasas, aunque también inactivan penicilinas. No se inhiben por ácido clavulánico, pero sí por cloxacilina.

La importancia clínica de las BLS-C cromosómicas depende de dos procesos relacionados, pero conceptualmente muy diferentes: inducción y desrepresión. La inducción es la activación transitoria, reversible, de la síntesis de betalactamasa cromosómica en respuesta a la presencia de sustancias (inductores) entre las que se incluyen los betalactámicos y algunos compuestos orgánicos. La cantidad de enzima producida depende del tipo de inductor, de la cantidad de éste y del tiempo de inducción. Los mejores inductores son las cefamicinas (más cefoxitina y bastante menos cefotetan) y los carbapenemes (más imipenem que meropenem). Tanto ampicilina como cefaloridina son muy lábiles (se degrada una gran cantidad de moléculas por unidad de tiempo) e inductoras fuertes de la enzima, con lo que determinan su autoinactivación. Las cefalosporinas de segunda y tercera generación, aztreonam, las ureidopenicilinas y las carboxipenicilinas son también lábiles (en grado variable, dependiendo del compuesto), pero débiles inductoras. Cefepima y cefpiroma son más estables a la hidrólisis que las cefalosporinas de tercera generación, y poco inductoras. Imipenem es un fuerte inductor, pero al ser muy estable a la acción hidrolítica de la enzima (incluso en caso de desrepresión) pierde poca actividad, a no ser que exista un mecanismo de resistencia adicional (por ejemplo disminución de la permeabilidad). Meropenem es un peor inductor y aún más estable a la enzima. Los inhibidores de betalactamasas plasmídicas poseen diferente actividad como inductores de BLS-C, pero la significación clínica de la inducción por este tipo de compuestos es poco conocida porque sobreviene a concentraciones de inhibidor difícilmente alcanzables in vivo.

La desrepresión es un proceso de producción permanente de la enzima, con independencia de la presencia o no de betalactámico. La desrepresión de la enzima puede ser parcial (cuando la cantidad de enzima producida aún puede aumentarse en presencia de un inductor) o total. En P. aeruginosa aparecen mutantes parcialmente desreprimidas a una frecuencia de aproximadamente 10-7, y mutantes totalmente desreprimidas en torno a 10-9, mientras que en Enterobacter sp. aparecen mutantes totalmente desreprimidas con una frecuencia entre 10-5 y 10-7.

La mayoría de los estudios sobre la base genética del proceso de inducción se han realizado en Citrobacter freundii y en Enterobacter cloacae. El gen estructural es ampC y está sometido al control de AmpR. La proteína AmpR actúa como represora de la transcripción de ampC en condiciones basales (de no inducción) y como activadora de la transcripción en condiciones de inducción. El ampR pasa de la forma represora a la forma activadora cuando AmpR interacciona en el citoplasma bacteriano con un producto soluble derivado de la degradación/reciclado del peptidoglucano (el compuesto más importante en este sentido es el anhidro-acetil-murámico-l-lisina-d-glutámico-meso-diaminopimélico, NAMT), cuyos niveles aumentan, presumiblemente, como consecuencia de la inhibición de las proteínas fijadoras de penicilina por parte de los betalactámicos (inductores). Hay al menos otros tres genes que intervienen en el control de la inducción de AmpC: ampD, ampE y ampG. El ampD produce una proteína soluble que actúa como amidasa degradando el NAMT, disminuyendo la concentración intracitoplásmica de este metabolito. Las mutaciones en ampD (las más importantes en clínica) dan lugar a la desrepresión o la hiperinducibilidad de la síntesis de AmpC. La AmpG es una proteína de membrana que actúa como transportador del NAMT desde el periplasma al interior del citoplasma bacteriano y contribuye a que los niveles de este metabolito en el citoplasma se eleven. La AmpE es una proteína citoplásmica que probablemente actúe como un sensor de betalactámicos, contribuyendo a aumentar el efecto represor de AmpD, pero parece ser indispensable en todo el proceso y su papel no ha sido aclarado aún convincentemente. Se han descrito otros genes (pbpA, ftsZ) relacionados también con el control de la producción de AmpC inducible, pero el mecanismo implicado es desconocido.

En E. coli y S. sonnei la expresión de AmpC es constitutiva, y en condiciones normales se producen cantidades mínimas de enzima. En E. coli no existe ampR, el promotor de ampC es poco eficaz y además existe un atenuador entre el promotor y el gen estructural. Se han descrito cepas de E. coli hiperproductoras de AmpC por amplificación del gen o por mutaciones que afectan al atenuador o al promotor de ampC.

Las enterobacterias con AmpC inducible producen cantidades escasas de enzima en ausencia de inductor. Tanto las cepas inducibles como las desreprimidas de Enterobacter, C. freundii, M. morganii y S. marcescens son resistentes a ampicilina y cefalosporinas de corto espectro; las dos primeras especies son también resistentes a cefoxitina, pero este antimicrobiano es moderadamente eficaz frente a M. morganii, S. marcescens y Providencia sp. Las ureido y carboxipenicilinas y las cefalosporinas de tercera generación son activas frente a cepas inducibles, pero no frente a las cepas desreprimidas. Los carbapenemes y las cefalosporinas de cuarta generación son, en general, activos frente a cepas desreprimidas, excluyendo las cepas desreprimidas de Enterobacter que no expresan porinas. En P. aeruginosa el grado de resistencia depende de la cantidad de enzima producida por el proceso de inducción/desrepresión: las ureidopenicilinas se afectan incluso con pequeñas cantidades de enzima, pero las cefalosporinas de cuarta generación y la carbenicilina sólo se afectan de forma significativa cuando existe una desrepresión total; la resistencia a los carbapenemes en esta especie depende también de alteraciones de la permeabilidad y (al menos para algunos compuestos) de la existencia de bombas de eflujo.

Se calcula que aparecen mutantes desreprimidas en un 7% a 40% de los pacientes que sufren infección por agentes con AmpC inducible. En P. aeruginosa se ha observado selección de cepas desreprimidas en relación con el uso de ureidopenicilinas, piperacilina y cefalosporinas de tercera generación. En las enterobacterias esta selección depende fundamentalmente del empleo de cefalosporinas de tercera generación. En un 25% a 75% de aquellos pacientes en que aparecen mutantes resistentes sobreviene un fallo terapéutico, con más frecuencia en infecciones respiratorias u óseas que en infecciones urinarias (probablemente por la alta concentración de fármaco alcanzada en el tracto urinario).

Cefamicinasas Plasmídicas

Las betalactamasas codificadas por plásmidos tienen, en general, propiedades diferentes de las enzimas de tipo cromosómico, pero en algunos casos es difícil establecer si una enzima debe considerarse cromosómica o plasmídica: SHV-1 es una betalactamasa muy comúnmente codificada por plásmidos, pero también por el cromosoma de K. pneumoniae. Se ha demostrado una relación evolutiva entre plásmidos que codifican enzimas tipo TEM y la enzima cromosómica de K. pneumoniae LEN-1, y que las enzimas plasmídicas MEN-1 y FEC-1 guardan una estrecha relación con la betalactamasa cromosómica de clase A de K. oxytoca.

La mayoría de las betalactamasas codificadas por plásmidos no confieren resistencia a las cefamicinas. Esta característica ayuda a reconocer fenotípicamente las cepas productoras de betalactamasas plasmídicas de espectro extendido tradicionales. En los últimos años, sin embargo, se han descrito betalactamasas plasmídicas que confieren resistencia no sólo a cefalosporinas de tercera generación sino también a cefamicinas, por lo que se conocen como cefamicinasas plasmídicas. La mayor parte de estas enzimas se han descrito en K. pneumoniae, aunque también se han identificado en E. coli y en Achromobacter sp. Las representantes mejor caracterizadas son MIR-1, MOX-1, CMY-1, CMY-2, BIL-1, LAT-1 y FOX-1 y algunas otras enzimas recientemente identificadas todavía sin denominación específica.

Las cepas con cefamicinasas plasmídicas se han descrito tanto de forma epidémica como ocasional. Los plásmidos implicados son tanto conjugativos como no conjugativos (incluso para el mismo tipo de enzima) y de muy variado tamaño. Este tipo de enzimas suelen tener un pI básico, incluso superior a 10, y confieren resistencia a cefamicinas y cefalosporinas (incluidas las de tercera generación), pero no a carbapenemes. No se inhiben por ácido clavulánico pero sí por aztreonam, lo que las asemeja a las BLS-C anteriormente comentadas. Se conocen las bases genéticas que controlan la producción de estas enzimas en bastantes casos y se ha comprobado que el gen estructural tiene una alta homología con AmpC de C. freundii (en la mayoría de los casos), de E. cloacae o de P. aeruginosa. Dicho gen estructural no se acompaña de un gen equivalente a ampR y en consecuencia la enzima se produce de forma constitutiva.

El descubrimiento de las cefamicinasas cromosómicas podría sugerir la posibilidad de que los distintos tipos de enzimas codificadas por plásmidos tengan un origen cromosómico, aunque en la actualidad desconozcamos el organismo que inicialmente sirvió como fuente para la transmisión de la información del cromosoma al plásmido.

Bibliografía

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  3. Lindberg, F., Normark, S. Contribution of chromosomal betalactamases to betalactam resistance in enterobacteria. Rev Infect Dis 1986; 8 (Suppl. 3): S292-S304.
  4. Papanicolau, G., Medeiros, A.A., Jacoby, G.A. Novel plasmid-mediated betalactamase (MIR-1) conferring resistance to oxyimino- and a-methoxy betalactams in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. Antimicrob Agents Chemother 1990; 34: 2200-2209.
  5. Bennett, P.M., Chopra, I. Molecular basis of betalactam induction in bacteria. Antimicrob Agents Chemother 1993; 153-158.
  6. González-Leiza, M., Pérez-Díaz, J.C., Ayala, J., Casella, J.M., Martínez-Beltrán, J., Bush, K., Baquero, F. Gene sequence and biochemical characterization of FOX-1 from Klebsiella pneumoniae, a new AmpC-type plasmid-mediated betalactamase with two molecular variants. Antimicrob Agents Chemother 1994; 38: 2150-2157.

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Carbapenemasas.¿Un nuevo reto para la antibioterapia?

R. Cantón

Servicio de Microbiología, Hospital Ramón y Cajal, Madrid.

Los carbapenemes, representados en España por el imipenem y más recientemente por el meropenem, constituyen el grupo de antibióticos betalactámicos más estables a la hidrólisis por las betalactamasas. Son resistentes a la acción de la mayoría de estas enzimas, incluyendo AmpC y las betalactamasas plasmídicas de espectro ampliado de tipo TEM, SHV y OXA. Durante años, la única carbapenemasa conocida fue la descrita en Bacillus cereus (betalactamasa II), considerándose una curiosidad de laboratorio. Posteriormente se comprobó que Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacteriun odoratum, Legionella gormanii y algunos aislamientos de Bacteroides fragilis producían también enzimas de carácter cromosómico capaces de hidrolizar estos compuestos. La reciente identificación y caracterización de carbapenemasas plasmídicas en Pseudomonas aeruginosa, en diferentes especies de Enterobacteriaceae y en Acinetobacter ha generado un mayor interés por su estudio y puede suponer un nuevo reto para la antibioterapia.

La resistencia a los carbapenemes no está determinada en exclusiva por la producción de carbapenemasas, ya que existen al menos otros tres mecanismos que pueden afectar a su actividad: pérdida de porinas específicas, bombeo o expulsión del antibiótico y modificaciones en las proteínas fijadoras de penicilina (PBP). Con la excepción de P. aeruginosa y otros bacilos gramnegativos no fermentadores, la resistencia a los carbapenemes es todavía infrecuente, y en algunos casos es necesaria la superposición de más de un mecanismo para que esta resistencia tenga relevancia clínica.

Atendiendo a la clasificación molecular de Ambler, las carbapenemasas pueden estructurarse en dos grupos (Tabla 1). El primero está representado por las de clase B (grupo 3 de la clasificación de Bush-Jacoby-Medeiros), son metaloenzimas y requieren zinc para su actuación. Son inhibidas por EDTA, pero no por ácido clavulánico. Estas enzimas también hidrolizan las penicilinas y cefalosporinas, incluyendo las cefamicinas. Sin embargo, la ticarcilina y el aztreonam son sustratos débiles. Las metaloenzimas son generalmente de naturaleza cromosómica, aunque recientemente se han asociados a plásmidos conjugativos. Son inducibles y se han encontrado en S. maltophilia (betalactamasa L1), Aeromonas sp. (A2, CphA), B. cepacia (PCM-1) y B. fragilis (CcrA). Por el contrario, las plasmídicas de este grupo son enzimas constitutivas y se han descrito en S. marcescens (IMP-1), P. aeruginosa y B. fragilis.

Tabla1.Carbapenemasas.

  Grupo     Inhibición por    
Clase Bush-Jacoby    
       
Ambler Medeiros Enzima pI CLAV EDTA Localización * Microorganismos
B 3 CcrA 4,5-5,2 + Crm/PI B. fragilis
      5,8 + Crm C. odoratum
    L1 6,9 + Crm S. maltophilia
    CphA 8,0-8,4 + Crm Aeromonas sp.
    PCM-1 8,8 + Crm B. cepacia
    "Watanabe" 9,0 + PI P. aeruginosa
    IMP-1 >9,5 + Crm/PI S. marcescens
              P. aeruginosa
              K. nuemoniae
    PCM-1 8,8 +/- + Crm B. cepacia
    ARI-1 6,6 + PI A. baumannii
    AbRC-1 6,7 + PI A. baumannii
A 2f NMC-A 6,9 +/- Crm E. cloacae
    IMI-1 7,0 +/- Crm E. cloacae
    Sme-1 9,7 +/- Crm S. marcenses

*Crm: localización cromosómica; PI: localización plasmídica.

Las carbapenemasas descritas en S. marcescens y P. aeruginosa hidrolizan a imipenem y meropenem con una eficacia similar, si bien el grado de resistencia es discretamente mayor frente al meropenem, particularmente en P. aeruginosa. Asimismo, las carbapenemasas cromosómicas y plasmídicas de B. fragilis hidrolizan algo mejor el meropenem que el imipenem. El gen cromosómico (cfiA o ccrA) puede ser silente y expresarse con diferentes grados, dependiendo de la presencia de un elemento de inserción en el codón de iniciación del gen que codifica la betalactamasa.

La frecuencia real de aislamientos productores de carbapenemasas de clase B no es del todo conocida: casi el 100% de los aislamientos de S. maltophilia producen la metaloenzima L1; CphA está muy difundida entre las especies clínicas de Aeromonas, aunque es necesario un inóculo elevado (108 x UFC/ml) para demostrar un incremento en los valores de CMI del imipenem; y algunos autores han sugerido que todos los aislamientos de B. cepacia producen, además de una cefalosporinasa, una carbapenemasa poco eficiente, y que la expresión de estas enzimas es poco frecuente en B. fragilis (<3%). Asimismo, la descripción de las carbapenemasas en Acinetobacter sp. es extremadamente rara; sólo se han descrito las enzimas AbRc-1 en dos cepas aisladas en Francia y ARI-1 en otro aislamiento en Gran Bretaña. Ambas son de carácter plasmídico, habiéndose demostrado para ARI-1 la transferencia por conjugación a otras especies de Acinetobacter. Especial atención requieren los datos publicados acerca de la presencia de IMP-1 en P. aeruginosa en Japón (0,4% del total de aislamientos estudiados). Esta enzima, en muchos casos, es de carácter plasmídico y puede transferirse por electroporación a otras cepas de P. aeruginosa y Escherichia coli. La IMP-1 también se ha encontrado en Japón en S. marcescens (3,8%) y en Klebsiella pneumoniae, microorganismo considerado como vector "ideal" de plásmidos de resistencia. Asimismo, en el primer caso pudo transferirse por conjugación a E. coli la resistencia al imipenem.

El segundo grupo de enzimas que hidrolizan a los carbapenemes son serina betalactamasas de clase A (grupo 2f de Bush-Jacoby-Medeiros). A diferencia de las de clase B, son parcialmente inhibidas por el ácido clavulánico pero no por el EDTA. Estas enzimas son penicilinasas pero también hidrolizan eficazmente a los carbapenemes y al aztreonam. Por el contrario, hidrolizan débilmente a las cefalosporinas y, con la excepción de la enzima NMC-A, no hidrolizan a la cefoxitina. Por el momento sólo se han descrito tres carbapenemasas de clase A, todas ellas en Enterobacteriaceae: Sme-1 en dos cepas de S. marcescens aisladas en Inglaterra en 1982, IMI-1 en dos aislamientos de Enterobacter cloacae en Califomia en 1984, y NMC-A en una sola cepa de E. cloacae en París en 1990. Todas son inducibles, no transferibles y, al contrario que las carbapenemasas de clase B, la hidrólisis del imipenem es menor que la del meropenem. La producción de NMC-A y Sme-1 está controlada por reguladores de la familia LysR, NmcR y SmeR, respectivamente. Estas proteínas son reguladores positivos débiles estructuralmente relacionados con la proteína AmpR del sistema de regulación de la cefalosporinasa AmpC. Sin embargo, a diferencia del sistema AmpR-AmpC, actúan como inductores débiles tanto en ausencia como en presencia de antibióticos betalactámicos. Una diferente carbapenemasa de clase A se ha descrito de forma esporádica en Bacteroides distasonis, pero en éste la resistencia a los carbapenemes depende también de mecanismos relacionados con la permeabilidad.

En conclusión, a pesar del creciente uso de los carbapenemes, la mayoría de los bacilos gramnegativos continúan siendo sensibles a estos compuestos. En los aislamientos resistentes coexisten con frecuencia diferentes mecanismos para que la resistencia a los carbapenemes tenga relevancia clínica. La resistencia mediada por betalactamasas se debeesencialmente a metaloenzimas en patógenos de interés creciente (S. maltophilia y B. cepacia) y son raramente encontradas en Bacteroides y Enterobacteriaceae. Asimismo, las carbapenemasas de clase A se han encontrado ocasionalmente en E. cloacae y S. marcescens. La localización plasmídica de algunas metaloenzimas en P. aeruginosa, S. marcescens y K. pneumoniae, particularmente en países con una amplia utilización de carbapenemes, puede incidir en una mayor diseminación de la resistencia a estos antimicrobianos. Por ello, es urgente la investigación de nuevos betalactámicos que soslayen la resistencia a los carbapenemes, en particular la debida a carbapenemasas.

Bibliografía

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Aspectos metodol&oaute;gicos del estudio de las betalactamasas: del fenotipo al genotipo.

J. Vila

Laboratorio de Microbiología, Hospital Clínico y Provincial, Barcelona.

Entre los mecanismos de resistencia a los antibióticos betalactámicos que las bacterias pueden presentar, sin duda alguna la síntesis de betalactamasas es el más común. Dado que la resistencia a los betalactámicos puede deberse a otros mecanismos además de a las betalactamasas, la primera aproximación para conocer la posible implicación de éstas en la resistencia será el análisis detallado del patrón de sensibilidad a los betalactámicos según al antibiograma y la detección de la actividad betalactamasa. En la evaluación de la resistencia a los antibióticos betalactámicos, el análisis fenotípico de los patrones de resistencia puede representar en algunos casos poder predecir la posible implicación de una betalactamasa determinada. La interpretación de los fenotipos de resistencia a betalactámicos se basa en comparar los aislamientos clínicos con un determinado perfil de resistencia con el prototipo de bacteria sensible perteneciente a la misma especie. Para obtener un fenotipo de resistencia que permita predecir la presencia de alguna betalactamasa deberíamos incluir en el antibiograma, por lo menos:

1) La sensibilidad a penicilinas con y sin inhibidor de betalactamasas.

2) La ceftazidima, que es el mejor indicador de betalactamasas de espectro ampliado (BLEA).

3) La cefoxitina, que es un buen indicador de betalactamasas inducibles en Enterobacter sp. y Citrobacter sp., y ayuda a comprobar si una Klebsiella posee una BLEA o una betalactamasa AmpC.

4) Un carbapenem, el cual escapa a la resistencia mediada por la mayoría de las betalactamasas.

También es preferible detectar la CMI de estos betalactámicos en lugar de realizar el clásico antibiograma disco-placa. Sin embargo, existe una serie de limitaciones del antibiograma como sistema para predecir el tipo de betalactamasa, tales como:

1) No poder utilizar este sistema para microorganismos en que la relación entre antibiograma y mecanismos de resistencia no está bien establecida.

2) Las cepas bacterianas con una expresión de la enzima excepcionalmente elevada o escasa pueden presentar comportamientos anómalos, especialmente con la combinación de inhibidores de betalactamasas.

3) La resistencia intrínseca de algunas especies a los antibióticos betalactámicos puede modificar el fenotipo conferido por la misma betalactamasa.

4) La predicción falla cuando el aislamiento clínico estudiado presenta varios mecanismos de resistencia o más de un tipo de betalactamasas.

Diversos ensayos se han utilizado para constatar la producción de betalactamasas. Los procedimientos más comúnmente utilizados en laboratorios clínicos incluyen los que utilizan una cefalosporina cromogénica, el acidimétrico y el yodométrico. Todos ellos se basan en la detección visual del producto final de la hidrólisis de un betalactámico por acción de la betalactamasa, mediante una reacción colorimétrica. No todos los métodos son útiles para la detección de betalactamasas en cualquier bacteria. De todos ellos el más utilizado es el de la nitrocefina (cefalosporina cromogénica). Este método, aunque caro, permite detectar la mayoría de betalactamasas conocidas. Para algunas bacterias existe una correlación directa entre producción de betalactamasas y resistencia a antibióticos betalactámicos específicos, por ejemplo Haemophilus influenzae y la resistencia a ampicilina. Sin embargo, para otros microorganismos, tales como las enterobacterias o Pseudomonas, la producción de betalactamasas no puede predecir totalmente la resistencia a varios antibióticos betalactámicos. El desarrollo de resistencia a diversos antibióticos betalactámicos es un problema en algunos bacilos gramnegativos, como Enterobacter sp., Citrobacter sp., etc., que poseen una betalactamasa cromosómica inducible. Se ha comprobado que en el 14% y el 65% de los pacientes infectados con estos microorganismos, la bacteria desarrolla resistencia. Para detectar la capacidad de producir una betalactamasa cromosómica inducible se ha diseñado una prueba muy simple que consiste en colocar un disco que contiene un inductor débil (cefotaxima o cefamandol) cerca de un disco que contiene un inductor fuerte (cefoxitina). La inducción se detecta por la deformación del halo de inhibición del inductor débil en la zona cercana al disco que contiene el inductor fuerte. Sin embargo, la sensibilidad de este método comparado con un ensayo directo de inducción es del 80%. Otro ensayo biológico similar al descrito anteriormente nos permite detectar la producción de BLEA cuando los aislamientos clínicos presentan una sensibilidad reducida a ceftazidima. Para ello se utiliza un disco de ceftazidima y otro de amoxicilina más ácido clavulánico. Cuando la zona de inhibición de la ceftazidima se ve aumentada por la presencia del ácido clavulánico, se puede inferir la presencia de BLEA.

Actualmente es frecuente encontrar microorganismos que producen tres o cuatro betalactamasas. Cuando varias betalactamasas son producidas en el mismo microorganismo, las propiedades biológicas de éste reflejarán una compleja mezcla de parámetros debido a la variedad de propiedades cinéticas de las diversas enzimas y a las cantidades relativas de cada una. Por ejemplo, si una BLEA es producida en un microorganismo que también posee un alto grado de expresión de una betalactamasa del grupo 1, el microorganismo no será altamente sensible a los efectos del ácido clavulánico. Por ello, organismos productores de diversas betalactamasas pueden ser más difíciles de identificar como organismos que producen BLEA. La determinación del punto isoeléctrico (pI) es un método ampliamente utilizado para la diferenciación de las betalactamasas. Mediante este método podemos comprobar si un microorganismo está produciendo una o varias betalactamasas e identificarla(s) mediante comparación con enzimas de cepas de referencia. Sin embargo, un problema potencial en la utilización de este método es que las isoenzimas con una sustitución en un único aminoácido que no genera un cambio sustancial en el perfil del sustrato se detectarán en el futuro con mayor frecuencia, por lo que una diferencia en el pI puede, en algunos casos, ser inadecuada para describir dos enzimas como diferentes.

Existen en la actualidad, dentro de la amplia variedad de betalactamasas, algunas con sólo ligeras diferencias en su punto isoeléctrico. Por ello, su identificación mediante isoelectroenfoque puede ser difícil y quizás motivo de error. Se han desarrollado diversas sondas de DNA para detectar betalactamasas mediante hibridación y así disponer de un método alternativo al isoelectroenfoque. Como sondas de DNA se han utilizado: 1) fragmentos de DNA del gen que se quiere detectar, aunque algunas veces pueden presentar hibridación cruzada con genes de otras betalactamasas no relacionadas; y 2) oligonucleótidos, que son mucho más específicos y permiten discriminar entre genes que se diferencian en un único nucleótido (por ejemplo TEM-1 y TEM-2). La principal desventaja de estas técnicas de hibridación es su complejidad de realización. Para soslayar este inconveniente se ha diseñado una serie de primers específicos que permiten detectar, mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), las familias más importantes de betalactamasas (por ejemplo TEM, SHV). En algunos casos, la diferencia entre los miembros de estas familias estriba exclusivamente en una mutación concreta entre los genes. Existen en la actualidad diversas técnicas que permiten detectar mutaciones concretas a partir de productos de PCR; dos de ellas, la PCR-RFLP y la PCR-SSCP, se han utilizado para diferenciar genes de betalactamasas de la familia de las SHV. Una mutación concreta en el gen blaSHV que genera una sustitución del aminoácido Gly238 a Ser es la causa del cambio a una betalactamasa de espectro ampliado. Se ha comprobado que dicha mutación crea un lugar de restricción para la endonucleasa de restricción Nhe I. Por ello, la amplificación mediante PCR de la región que contiene este nucleótido y la posterior digestión con Nhe I es un método sencillo para distinguir entre SHV-1 y sus derivados de espectro ampliado. Por otro lado, la técnica de PCR-SSCP se ha utilizado también para diferenciar los diversos componentes de la familia de las betalactamasas SHV de espectro ampliado.

Como hemos mencionado a lo largo de esta exposición, en la actualidad se dispone de diversas técnicas sencillas y con elevada especificidad que nos permiten diferenciar entre las betalactamasas existentes. Distinguir entre betalactamasas es importante para la realización de estudios epidemiológicos, donde la presencia de un tipo de betalactamasa poco común permite el seguimiento de una cepa particular.

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2001 Evaluación del consumo de antibióticos en la atención primaria de salud.

Evaluación del consumo de antibióticos en la atención primaria de salud (1999)

Sociedad Española de Quimioterapia

INTRODUCCIÓN

Las infecciones extrahospitalarias constituyen las enfermedades más prevalentes y las que originan una mayor demanda de asistencia sanitaria. Se estima que a uno de cada cuatro o cinco pacientes que acuden a una consulta extrahospitalaria se les diagnostica algún tipo de infección, y que a uno de cada dos se les prescribe antibióticos. Esta prevalencia puede ascender por encima del 50% en las consultas de pediatría, donde la tasa de prescripción llega hasta uno de cada dos o tres pacientes.

Las enfermedades infecciosas no sólo son las más frecuentes sino también las que dan lugar a un mayor número de avisos domiciliarios, la causa más frecuente de urgencias en los hospitales y uno de los motivos de mayor atención farmacéutica, tanto en los horarios normales como en las guardias de las oficinas de farmacia.

Desde la introducción en clínica de la penicilina, hace sesenta años, las enfermedades infecciosas han sido consideradas como el paradigma de enfermedades curables en los países desarrollados, apareciendo España como el país europeo donde existe una actitud más despreocupada y confiada hacia los antibióticos.

La experiencia personal de pacientes y profesionales confirma la eficacia y la seguridad de los antibióticos y la escasa percepción de la problemática social que conlleva su uso y abuso. Los antimicrobianos se han integrado hasta tal punto en la cultura popular que aparecen "como si fueran de la familia".

En los últimos años se viene observando un cierto proceso de racionalización en el uso de antibióticos para el tratamiento de procesos infecciosos extrahospitalarios, con menor consumo de antibióticos parenterales, la mayoría de los cuales han pasado a considerarse como productos de "uso exclusivo hospitalario", la cada vez menor utilización de asociaciones, unas retiradas del mercado y otras excluidas del Sistema Nacional de Salud, y un cierto mayor control de los antibióticos orales como consecuencia de la voz de alarma dada por las OMS y las sociedades científicas acerca del problema de la resistencia bacteriana.

CONSUMO GLOBAL DE ANTIBIITICOS

Durante el año 1999 se consumieron en España alrededor de 75 millones de envases correspondientes al grupo "antibióticos vía general" (J1), con un gasto de más de 115.000 millones de pesetas (PVP). Este consumo se incrementa notablemente (alrededor del 20% en unidades y del 10% en valores) si al grupo J1 se añaden otros antibióticos sistémicos, como los antimicobacterianos (J4), los antisépticos/antiinfecciosos urinarios (G4A), las asociaciones de antigripales/antitusígenos con antiinfecciosos (R5B) y los preparados tópicos, fundamentalmente dermatológicos (D6A), ginecológicos (G1C), oftalmológicos (S1A) y otológicos (S2A), en cuya composición entra a formar parte un antibiótico. El consumo de antibióticos se ha reducido en el último año en torno al 2%, arrastrado por el descenso de más de dos millones de envases de antibióticos sistémicos (J1 y R5B), que sólo es compensado en parte por un ligero crecimiento de los antibióticos tópicos.

En su conjunto, el consumo de antibióticos representaría en torno al 10% del denominado mercado farmacéutico de prescripción, manteniendo su condición de años anteriores como productos de mayor consumo tras los analgésicos y de mayor gasto tras los antihipertensivos. No obstante, dada la elevada automedicación y el amplio uso realizado en niños y en personas laboralmente activas, el Sistema Nacional de Salud sólo desembolsaría seis de cada diez pesetas del gasto en antibióticos, correspondiendo el resto a las aportaciones realizadas por los enfermos y al importe generado por la autoprescripción.

CONSUMO DE ANTIBIITICOS SISTÉMICOS

Cuando se realiza un análisis retrospectivo del consumo de "antibióticos vía general" (J1), en unidades, se puede observar un descenso vertiginoso durante el último cuarto de siglo (el pico máximo de consumo en España se produjo en el año 1976, con un total de 110 millones de envases de antibióticos dispensados en las oficinas de farmacia), debido principalmente a la drástica reducción del empleo de antibióticos parenterales (únicamente cefonicid y las penicilinas clásicas mantienen todavía un consumo notable), a la espectacular caída de tetraciclinas, cotrimoxazol y diversas asociaciones de antibióticos, a distintas medidas gubernamentales encaminadas a la reducción del gasto farmacéutico y a una cierta racionalización en la elección de los antibióticos (dos terceras partes del consumo corresponden a antibióticos betalactámicos).

Esta situación de retroceso en el consumo no se refleja en el gasto, que ha crecido fuertemente como consecuencia de la avalancha de nuevos productos con precios notablemente más altos introducidos en el periodo de 1985 a 1995 (cefuroxima, cefixima, claritromicina, azitromicina, ciprofloxacino, etc.). En cambio, en los últimos años, el crecimiento del precio medio (actualmente en torno a 1530 ptas) sólo ha sido del 3% anual, muy por debajo del mercado farmacéutico general, lo que explicaría la progresiva pérdida de participación de los antibióticos en el mercado de prescripción (alrededor de 2 puntos), así como la actual tendencia negativa del mercado de antibióticos, pues el retroceso de productos clásicos, como penicilina, ampicilina, amoxicilina, eritromicina, espiramicina, cefaclor, cotrimoxazol, doxiciclina, etc., no se ve compensado por la evolución de los nuevos productos con precios muy superiores, que parece haberse estabilizado. En la actualidad, solamente azitromicina y amoxicilina-ácido clavulánico parecen tener crecimientos en torno al 5%.

Lo mismo puede decirse en relación al subgrupo R5B, constituido por las asociaciones de antibióticos (fundamentalmente penicilinas semisintéticas y cotrimoxazol) con mucolíticos y expectorantes, aunque en este caso la razón principal de la utilización cada vez más reducida puede encontrarse en su exclusión de la financiación pública en la mayoría de las comunidades autónomas. Por el contrario, la evolución de los antibióticos urinarios ha sido prácticamente plana y la de los antibióticos tópicos es ligeramente creciente (4%).

En términos de dosis por mil habitantes y día (DHD), puede decirse que aproximadamente 21 por cada mil individuos se encuentran diariamente bajo tratamiento antibiótico, cifra que está muy alejada de los 31 por cada mil habitantes de mediados de la década de 1970, pero que todavía sitúa a España entre los países de más elevado consumo, sobre todo si se compara con el Reino Unido o los países nórdicos. El área extrahospitalaria supone más del 90% del consumo de antibióticos en términos de DHD y, de éste, alrededor del 96% correspondería al uso de antibióticos orales (92% en términos de unidades).

Si se trata de evaluar la cantidad de antibióticos utilizados en España, en peso, podemos llegar a la conclusión de que los casi cuarenta millones de españoles consumen al año aproximadamente 350 toneladas de antibióticos (un promedio de casi 10 g por habitante y año). Este consumo de antibióticos prácticamente se duplica si, además del uso clínico, tenemos en cuenta el empleo que se hace de estos productos en ganadería, agricultura, apicultura y piscifactorías, y su amplia difusión en productos de limpieza, en un afán ilimitado por acabar con el último microbio del hogar.

 Las penicilinas suponen en su conjunto más del 50% del consumo y los antibióticos betalactámicos (penicilinas y cefalosporinas) las dos terceras partes. Esta concentración que se observa por subgrupos terapéuticos también se extiende a los principios activos, y así, la amoxicilina (sola o asociada al ácido clavulánico) supera el 47% del consumo, mientras que los diez principios activos más utilizados suponen aproximadamente las tres cuartas partes. Incluso, en cuanto a marcas comerciales, las dos primeras del mercado suponen más del 25% y las diez primeras más del 50%.

Aunque el número de especialidades genéricas de antibióticos rebasa ya el centenar, su impacto en el mercado extrahospitalario es todavía bajo (4% aproximadamente) y únicamente en el caso de amoxicilina adquiere una significación superior al 10%.

Las formas farmacéuticas predominantes son las orales sólidas, especialmente tabletas y cápsulas, aunque entre las formas orales líquidas España se caracteriza por el amplio empleo de los sobres, que representan uno de cada cuatro antibióticos orales consumidos. Curiosamente, así como en la década de 1970 y 1980 se aceleró mucho el consumo de sobres, en los años 1990 son las tabletas y los jarabes/suspensiones los que han tenido un mayor ritmo de crecimiento. Sin embargo, no se debe despreciar el consumo de antibióticos tópicos, dermatológicos, ginecológicos, oftalmológicos y otológicos, cuyo empleo es creciente.

 El consumo de antibióticos tiene una marcada estacionalidad en los meses de invierno, y algunos autores han relacionado variaciones interanuales en el consumo de antibióticos con la mayor o menor prevalencia de gripe.

AUTOMEDICACIIN

De los estudios de investigación realizados se puede concluir que uno de cada cuatro antibióticos adquiridos en la farmacia lo es por automedicación, mientras que el análisis comparativo entre el informe de ventas del IMS y las prescripciones del Sistema Nacional de Salud nos llevaría a cifras de automedicación similares. Ello significaría un volumen del orden de 19 millones de unidades aproximadamente y de un gasto del orden de 20.500 millones de pesetas, con un precio medio considerablemente inferior al de los antibióticos prescritos por el médico.

Prácticamente en la mitad de los hogares españoles existe al menos un envase de antibiótico, siendo estos fármacos los productos con mayor presencia en el botiquín casero, tras los analgésicos/antipiréticos y los antiinflamatorios no esteroideos. Esta sería una de las razones principales por las cuales uno de cada cinco o seis pacientes que acuden a una consulta de Atención Primaria ya se han medicado previamente con antimicrobianos.

La tercera fuente de automedicación la constituyen las recetas de complacencia realizadas por los médicos, que pueden estimarse en una de cada diez prescripciones antibióticas realizadas.

DIAGNISTICO Y PRESCRIPCIIN

En líneas generales, puede decirse que las infecciones de vías respiratorias altas suponen la mayor parte del consumo de antibióticos y son tratadas mayoritariamente con penicilinas semisintéticas de amplio espectro; las infecciones pararrespiratorias (otitis, sinusitis) con este mismo tipo de antibióticos o cefalosporinas; las infecciones de vías respiratorias bajas con macrólidos, cefalosporinas o amoxicilina, sola o asociada a ácido clavulánico; las infecciones de la cavidad bucal con macrólidos o penicilinas semisintéticas de amplio espectro; y las infecciones del tracto genitourinario, con quinolonas.

Comparativamente con otros países de nuestro entorno, España muestra un mayor consumo de penicilinas semisintéticas de amplio espectro y de betalactámicos en general, a pesar de la progresión de los macrólidos en la década de 1990. Asimismo, España sería uno de los países con mayor tasa de automedicación y, probablemente, como consecuencia del actual sistema de presentaciones de los envases y del más alto grado de incumplimiento, uno de los de mayor almacenamiento de antibióticos.

RECOMENDACIONES

A pesar de que el patrón de elección de antimicrobianos es relativamente bueno a la hora de tratar infecciones bacterianas, se puede seguir profundizando en la mejora de la calidad de la prescripción y conseguir una mayor eficiencia en el tratamiento antibiótico, ya que se considera que hasta el 70% de los costes de prescripción podrían corresponder a los gastos generados por recetas inadecuadas (especialmente en los casos de bronquitis aguda y faringoamigdalitis). No obstante, los antibióticos pueden considerarse como una de las herramientas terapéuticas más eficientes cuando se utilizan con criterios de uso racional. Los últimos estudios farmacoeconómicos realizados en el tratamiento de las infecciones de vías respiratorias bajas demuestran que el tratamiento empírico sólo representa entre el 2% y el 28% del coste total del tratamiento, por lo que se recomienda que el criterio de reducir el riesgo de fracaso terapéutico tras el tratamiento inicial debe anteponerse al coste de adquisición. BIBLIOGRAFEA

 

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