Aunque este tema se ha repetido en algunos seminarios locales o parcialmente en algunas reuniones previas, el enfoque que se va dar en esta reunión es un enfoque teórico práctico, que facilita el uso de antibióticos de tercera línea a nivel hospitalario, que pueden ser utilizados por médicos de staff, becados o internos, ya sea en sus decisiones cotidianas, en horario de turnos o en los turnos de residencia.

La primera parte de la exposición es teórica y es información que no es fácil de encontrar en artículos de revisión; la segunda parte es interactiva con ejercicios para comprender lo que se ha aprendido.

Contenidos

• Resistencia, cómo se selecciona y se dispersa.
• Mecanismo generales de resistencia de los bacilos Gram negativos
• Uso de beta-lactámicos
• Ejercicios prácticos

Lo primero que se debe recordar es que los antibióticos seleccionan resistencia, pero no la generan. Existen propiedades genéticas en una bacteria, de manera que cuando hay un bombardeo con antibióticos, la bacteria que posee estas propiedades sobrevive al bombardeo, se multiplica (porque puede ser resistente al antibiótico) y reemplaza a la población previa. Este es un concepto importante de recordar, porque si no hubiese presión selectiva no habría resistencia, es decir, mientras menos se utilicen antibióticos, menos selección de resistencia habrá. Es por eso que es muy importante regular el uso de los antibióticos.

El ecosistema hospitalario es equivalente a un caldo de cultivo con antibióticos agregados. Esto es un continuo donde las bacterias están en un mismo caldo de cultivo. Tiene un laboratorio propio a nivel intestinal, cutáneo y respiratorio, donde viven especies promiscuas desde el punto de vista genético.

Las bacterias ejecutan transferencia del material que codifica resistencia. Esta transferencia es gratuita a través de equipos contaminados, las manos del personal, u otras formas hacia otros pacientes, creando un continuo geográfico y temporal, que define ciertas áreas, como el área de la UTI, de nefrología, de la unidad coronaria etc., donde predominan algunas especies con ciertas resistencias, unas más que otras, pero no hay ninguna área del hospital que sea indemne a este fenómeno. Cada vez que se utilizan antibióticos se generan nuevas áreas de resistencias.

Datos obtenidos en forma verbal, del Hospital San Borja Arriarán, indican que en un estudio de prevalencia transversal, el 70% de los pacientes de ese hospital en un día, recibían antibióticos, pero sólo un tercio de este 70% tenía justificación. El perfil de nuestro Hospital Clínico puede ser similar o peor, porque en el Hospital San Borja Arriarán tienen un sistema muy regulado de control de antibióticos.

En general, la resistencia de los bacilos gramnegativos es enzimática, degradativa, es decir, destruye antibióticos. En bacterias grampositivas, en cambio, la resistencia es más estructural.

Debemos recordar que las beta-lactamasas son las enzimas que destruyen los antibióticos beta-lactámicos. Las enzimas modificantes de aminoglicósidos, son las que destruyen los aminoglicósidos.

Ocasionalmente hay un mecanismo estructural, donde se seleccionan mutantes de porinas, que son los canales de la membrana externa, por donde deben pasar los beta-lactámicos que son elementos hidrofílicos. Si este canal se estrecha el antibiótico no entra, por lo tanto en este sentido las porinas contribuirían a la resistencia. Por ejemplo, las pseudomonas.

Hay un tipo de resistencia intrínseca que se presenta en algunas bacterias como Acinetobacter baumanii, que está codificada a nivel plasmidial o cromosomal. Si es cromosomal no importa mucho, porque sólo se produce la dispersión en la especie, pero si es plasmidial, la dispersión se amplifica entre especies, porque se transfiere entre especies. Es por eso, que es peor tener los genes en plasmidios que en cromosomas.

Beta-lactamasas cromosomales de importancia hospitalaria
Hay muchas beta-lactamasas, en plasmidios o en cromosomas, pero las que tienen gran importancias para nosotros son las beta-lactamasas Amp-C.

Beta lactamasas del grupo Amp-C o clase C
Estas beta-lactamasas son inducibles, normalmente están reprimidas. Cuando se encuentran con el antibiótico beta-lactámico, se desrreprimen y se inducen, es decir, al colocar el antibiótico beta-lactámico sobre una bacteria que aparece como sensible, a las 48 horas es resistente. Esto tiene importancia en el laboratorio, porque lo que se está leyendo como sensible, puede ser que in vivo durante el tratamiento, por la inducción, se torne resistente. Es decir que el propio beta-lactámico induce a la enzima. Esto es característico de estas beta-lactamasas clase C cromosomal.

Además, por el hecho de ser inducible puede suceder, con mucha frecuencia, que el mecanismo regulatorio cambie, es decir, se seleccionen mutantes que se desrreprimen, lo que significa que, en ausencia de beta-lactámicos producen beta-lactamasas. Estas beta-lactamasas pueden tener peldaños de producción, pueden sintetizar cantidades pequeñas, medianas o grandes de beta-lactamasas, en ausencia del antibiótico, lo que puede llevar a que exista una hiperproducción de la enzima.

Esto es propio de las siguientes especies:

• Pseudomona aureginosa
• Citrobacter freundii
• Enterobacter
• Serratia y Morganella (que son infrecuentes de observar)

Estas beta-lactamasas no son antagonizables por inhibidores de beta-lactamasas, de manera que no sirven como tratamiento el sulbactam, el tazobactam ni el ácido clavulánico.

El espectro que logran estas enzimas depende de la cantidad de enzima que produzcan, si producen pequeñas cantidades de enzimas, destruirán cefalosporinas de primera generación. Pero si hiperproducen enzimas, pueden destruir cefalosporinas de tercera generación como la ceftazidima (el espectro tiene relación con la producción, la enzima es la misma, lo que varía es la cantidad).

El único antibiótico que sirve en esta situación es carbapenem o imipenem, pero su costo es muy alto.

En resumen, estas bacterias, por lo tanto, tienen un mecanismo para desrregularse, hipeproducir y ampliar su espectro, solamente por cantidad de enzima. Lo que es característico de las especies ya mencionadas.

En definitiva, lo importante en el tratamiento será identificar la especie a la cual se está atacando y no por el antibiograma. El antibiograma no es igual en una especie A, que una especie B. Se produce el fenómeno de inducción, desrrepresión e hiperproducción que ocurre in vivo.

La cantidad de enzima producida va indicar si es sensible o resistente a ceftazidima. Si una bacteria es resistente a cefatizidima significa que está produciendo gran cantidad de beta-lactamasas. La única alternativa de tratamiento, como ya se mencionó, es el carbapenem. El problema es que en el antibiograma puede aparecer sensible a cefatizidima, pero in vivo, puede desrregularse aún más y convertirse en resistente a ceftazidima. Por lo tanto cuando uno trata estas especies con beta-lactámicos, existe un gran riesgo de que fracase la terapia durante el tratamiento.

Algunos piensan que para estas especies (especialmente en bacteremias) debiera utilizarse terapias de dos familias, por el riesgo que se convierta de sensible a resistente durante el tratamiento, por ejemplo administrar beta-lactámico más aminoglicósido.

Implicancias terapéuticas de cepas hiperproductoras de beta-lactamasas clase C
Si se sospecha que ciertas especies, como la Pseudomona aeruginosa, Citrobacter freundii y cualquier Enterobacter, pudiesen ser resistentes a cefalosporinas de tercera generación en el antibiograma, esto significa que ya es una especie hiperproductora. Si es sensible a ceftazidima se puede administrar ceftazidima, con la precaución que si fuese una bacteremia habría que combinarlo con otro tipo de antibiótico. Se debe ser cuidadoso con la administración de sulbactam o tazobactam, porque no por indicar que es sensible a sulbactam-cefoperazona en el antibiograma, significa que el tratamiento será mejor que ceftazidima, porque el sulbactam no agrega nada, ya que esta enzima no es antagonizable por sulbactam.

Si se indica usar carbapenem, debemos pensar que el tratamiento es de alto costo ($80.000 diarios).

Estrategias terapéuticas en caso de hiperproducción de beta-lactamasas AMP-C
Si hay una hiperproducción de beta-lactamasas AMP-C que se pueda sospechar por el antibiograma y por la especie, se puede utilizar carbapenem. Otra alternativa, para evitar el alto costo, es observar otras sensibilidades en el antibiograma, se podría administrar amikacina o ciprofluoxacino, para no tener el problema que ocurre con ceftazidima, que durante el tratamiento puede convertirse de sensible en resistente.

En resumen, para este primer gran tipo de beta-lactamasas que nos importan, las cromosomales, clase C, especie-específico, no sirven los inhibidores y tienen un alto costo. Muchas veces se pueden tratar con otras familias de antibióticos o, si se usa ceftazidima porque el antibiograma muestra que es sensible, en infecciones graves o invasoras se sugiere agregar otro antibiótico.

Para quienes trabajan en unidades de cuidados intensivos, puede suceder que la Pseudomona aeruginosa sea resistente a imipenem; lo que contradice lo mencionado hasta ahora, porque el mecanismo fundamental de estas especies es la hiperproducción, pero el carbapenem debiera seguir actuando. Esto se debe a que se puede agregar el cambio estructural, es decir una resistencia mediada por una mutación en las porinas de la membrana plasmática, el canal se torna más pequeño y no permite el paso de imipenem. Por lo tanto, la resistencia de la Pseudomona aeruginosa es estructural en nuestro hospital y en consecuencia puede ocurrir una discordancia: que sea resistente al imipenem, pero sensible a la ceftazidima, ya que no es el mismo mecanismo de resistencia.

El año 2000, el 70% de aislamiento de Pseudomona en neumonia asociada a ventilación mecánica (NAVM) en la UPC del Hospital Clínico de la Universidad de Chile presentaba mutaciones en las porinas, por lo tanto resistencia a imipenem, lo que significa que la única alternativa de los carbapenems para este tipo de resistencia pudiese no existir, porque estos gérmenes pueden tener una resistencia estructural. Esto significa que el imipenem no lo resuelve todo, porque las bacterias han ido buscando nuevos mecanismos para defenderse de los antibióticos.

Beta-lactamasas clase A
Estas también son especie-específicas.

Estas enzimas se encuentran presentes en:

• Klebsiella pneumoniae
• Echerichia coli
• Proteus sp
• Citrobacter diversus

Los genes se pueden encontrar a nivel cromosomal y plasmidial, pero los que tienen importancia a nivel hospitalario son los que se encuentran en los plasmidios.

Son potencialmente transferibles entre especies.

El mayor espectro no se es por hiperproducción, sino por remodelación del sitio activo que ataca al antibiótico beta-lactámico. Se complementan diferentes ángulos del sitio activo y por este mecanismo van aumentando su espectro de ataque. Hay, por lo tanto, una línea evolutiva. No es un problema de cantidad sino que es un problema de mutación y complemento del sitio activo dentro de la misma enzima, es decir, es un problema de herencia, selección y línea evolutiva, lo que hace que además de atacar a cefalosporinas de primera generación, también pueda atacar cefalosporinas de tercera generación.

Ha ido creciendo desde líneas evolutivas de reducido espectro hacia enzimas de amplio espectro o espectro expandido.

Estas son las típicas beta-lactamasas que destruyen cefalosporinas de primera generación, como la Echerichia coli en la infección urinaria de la comunidad. Cuando en un antibiograma se lee que hay resistencia de la E coli a la ampicilina en el manejo de la infección urinaria de la comunidad, es porque tiene una beta-lactamasa clase A, sin embargo, como en la comunidad no hay una fuerte presión selectiva, es primitiva; es decir, tiene una o dos modificaciones del sitio activo, que sólo atacan ampicilina y cefalosporinas de primera generación. Esto sucede también con el Hemophilus influenzae, que es resistente en la sinusitis o en las neumonías y con la Moraxella catharralis en los cuadros de bronquitis crónicas reagudizadas y en las neumonías. Cuando la mutación es primitiva, la resistencia es ambulatoria y en la comunidad. En cambio en el hospital se les ha dado el nicho, mediante selección. Se ha producido en el propio laboratorio una enzima con tantas modificaciones que incluso puede degradar cefalosporinas de tercera generación. Estas enzimas intrahospitalarias son las que se conocen como enzimas de espectro expandido.

Una de sus ventajas es que pueden ser antagonizadas por inhibidores de beta-lactamasas a diferencia de los otros grupos, por lo que en este grupo sí es importante el sulbactam, el ácido clavulánico y el tazobactam. Es por eso que se utiliza amoxicilina más ácido clavulánico en la infección urinaria, en bronquitis crónica reagudizada o en sinusitis, ya que podemos utilizar el ácido clavulánico para contrarrestar el efecto de las beta-lactamasas.

Estas enzimas son características de ciertas especies a nivel plasmidial como Klebsiellas, E coli, Citrobacter diversus, etc. Estas enzimas son primitivas y se denominan TEM-1 o SHV-1, son cromosomales, pero ha surgido una nueva línea evolutiva que ha llevado a nuevas enzimas de la línea TEM y de la línea SHV-2, que destruyen cefalosporinas de tercera generación y en el antibiograma aparece una resistencia a la ceftazidima o la ceftriaxona. Son conocidas como beta-lactamasas de espectro expandido (ESBL).

Entonces, si hay una pseudomona con resistencia a ceftazidima, se debe a un mecanismo de hiperproducción, si hay una klebsiella con resistencia a la ceftazidima se produce por una beta-lactamasa de espectro expandido y puede ser tratada con inhibidores de las beta-lactamasas.

Implicancias terapéuticas ante Beta-lactamasas clase A en hospitales
Este tipo de resistencia se sospecha cuando hay resistencia a cefalosporinas de tercera generación, de especies específicas.

Como alternativa de tratamiento se puede utilizar un antibiótico beta-lactámico con inhibidor de las beta-lactamasas u otra familia de antibióticos, como ciprofluoxacino, amikacina, gentamicina, etc.

Este sistema de resistencia tiene menor costo y, por lo tanto, es preferible que los agentes bacterianos posean este tipo de enzima, en que el costo de tratamiento será de $40.000 diarios, antes que tener hiperproducción de enzimas en Pseudomonas, donde el costo es de $80.000 diarios.

Esto es ideal para algunos laboratorios, como por ejemplo Pfizer; si yo fuese ejecutivo de Pfizer me ocuparía de ver qué hospitales tienen klebsiella resistente a ceftazidima; si soy ejecutivo de Merck Sharp& Dohme me interesaría ver qué hospitales tienen pseudomonas resistentes a Ceftazidima, porque puedo utilizar imipenem. Nuestro hospital necesita de ambos laboratorios.

Beta-lactamasas clase B y D
Estas enzimas ya las poseen algunas bacterias, pero aún no se ha visto gran resistencia antibiótica.

Las enzimas clase B destruyen cefalosporinas y carbapenems, estas enzimas son más dañinas que las otras, ya que no hay alternativas de tratamiento. Tampoco son antagonizables por inhibidores de beta-lactamasas.

La especie Xanthomona maltophilia tiene esta enzima a nivel cromosomal. Hubo un caso en este hospital, que presentó resistencia a Imipenem. Se trató con cloxacilina, o sea se intentó con otro antibiótico para ver si resultaba el tratamiento. Si esta especie se disemina en el hospital nos va a poner en serios problemas, porque no tenemos antibióticos de primera línea para tratarlo y debemos usar los lados laterales del antibiograma.

Futuro de las beta-lactamasas
Ha aparecido una lenta pero persistente diseminación de carbapemenasas adquiridas (IMP-1), es decir, que no son cromosomales, sino que se transfieren de una bacteria a otra. Se ha descrito en especies como Serratia marcescens, Pseudomona aeruginosa, e incluso en plasmidios; estas existen desde el año 1990, aproximadamente, en países como Japón y es posible que algún día lleguen a América.

Resistencia en Acinetobacter baumanii

Resistencia intrínseca
Presenta resistencia intrínseca, porque posee porinas con canales pequeños; tiene una permeabilidad relativa respecto a E coli de 1 a 3%, es decir casi ningún antibiótico es capaz de atravesar las porinas de esta especie, y por lo tanto tiene resistencia intrínseca a muchos antibióticos.

Enzimática
Posee beta-lactamasas inducibles (cromosomales) con actividad cefalosporinasa.

Esto es lo característico que se ve en nuestro hospital, pero afortunadamente se puede utilizar imipenem. Sin embargo, en los últimos años, en Escocia, Cuba, Argentina y Brasil, se han descrito imipemenasas dentro de Acinetobacter baumanii que destruyen todo. Así que el sulbactam-cefoperazona y el imipenem que utilizábamos en Acinetobacter baumanii, ya tiene cierta resistencia, aunque aún en proporciones muy bajas.

Lo que he mostrado es para señalarles que esto es un proceso dinámico, nos vamos a morir estudiando nuevos antibióticos y los nuevos mecanismo que tienen las bacterias para defenderse.

En resumen, las betalactamasas más importante son:
La clase C especie específica, que tiene mecanismo de hiperproducción, resistencia a ceftazidima y alternativa de tratamiento imipenem.

La clase A especie específica, que tiene como mecanismo: modificación de sitio activo, ampliación sobre el espectro, ataque sobre ceftazidima, y tiene como alternativa de tratamiento el uso de inhibidores de betalactamasas e imipenem.

Estos son los dos tipos más importante de recordar, que tienen profundas implicancias terapéuticas diarias.