Victor Deroncele

μ- NOTA 7

By Víctor Deroncelé

Las betalactamasas son enzimas que degradan el anillo betalactámico y actúan como mecanismos de resistencia natural de algunas bacterias.

Los betalactámicos son una gran familia de antimicrobianos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenemes, monobactams e inhibidores de penicilinasas), teniendo al anillo betalactámico como un componente en común, estos representan el 50% de los antimicrobianos prescritos a nivel mundial1

El mecanismo de acción  de los betalactámicos consiste en la destrucción de la pared celular de las bacterias a través de fijación a las PBP. Por lo tanto, las bacterias, en su mayoría gram negativas, utilizan enzimas llamadas betalactamasas para hidrolizar el anillo betalactámico, inhibiendo su mecanismo de acción.

Las proteínas fijadoras de penicilina (PFP o PBP en inglés) son proteínas fijadoras de β-lactámicos, las cuales se encuentran en la membrana citoplasmática de las bacterias. Se han descrito numerosas PBPs, de las cuales 6 son las más conocidas, y de ellas son cuatro: 1a, 1b, 2 y 3 las que aparentemente son responsables del mecanismo de acción antimicrobiano de los β-lactámicos.

Las betalactamasas se diferencian por su espectro de resistencia, así tenemos las Betalactamasas de espectro extendido (BLEE), la cual confiere resistencia a las penicilinas, cefalosporinas de primera, segunda (excepto las cefamicinas como la cefoxitina o cefotetan), tercera, cuarta generación y aztreonam, siendo inhibidas por los inhibidores de betalactamasas como el ácido clavulámico y sensibles o los carbapenem2.

Las AmpC, se encuentran naturalmente codificadas a nivecromosómico (gen ampC) en algunos géneros bacterianos, conocidos bajo el acrónimo de AMPCES. Estas confieren resistencia a penicilinas, cefalosporinas de primera a tercera generación y aztreonam exceptuando las cefalosporinas de cuarta generación, no son inhibidas por los inhibidores de betalactamasas, sensibles a carbapenems.

AMPCES

Aeromonas spp.,

          Morganella spp.

Providencia spp.

Citrobacter spp.,

  Enterobacter spp.

    Serratia marcences

Y las carbapenemasas que representan a las betalactamasas con mayor espectro de hidrólisis sobre los antibióticos betalactámicos pues incluyen a los carbapenémicos.  Entre los bacilos que mayormente se aísla este mecanismo de resistencia se encuentran K. pneumoniae y E. coli1.

Las enzimas β-lactamasas son capaces de hidrolizar los anillos β-lactámicos (el sitio activo) de los antibióticos β-lactámicos; desactivando así sus propiedades antibacterianas.

  • Están presentes tanto en bacterias grampositivas como gramnegativas.
  • Están codificados por plásmidos y se transfieren de una bacteria a otra principalmente por conjugación (excepto en Staphylococcus aureus donde se transfieren por transducción).
  • Las betalactamasas se pueden clasificar de dos maneras:
    • Clasificación de Ambler (clasificación estructural o molecular).
    • Clasificación de Bush Jacoby Medeiros o funcional (fenotípica).

Clasificación de Ambler

En el año 1980 Ambler3 las clasificó según su estructura, considerando la interacción enzima sustrato y sus secuencias de aminoácidos, distinguiendo 4 clases: A, B, C, D. Las de clases A, C y D son serin-enzimas, caracterizadas por la presencia obligada de una serina en el sitio activo.  Las de clase B poseen una o dos moléculas de zinc asociados al sitio activo, llamadas metalo-ß-lactamasas.

Clase A-BLEE (Betalactamasas de espectro extendido)

Los organismos que producen enzimas BLEE son resistentes a todas las penicilinas y a las cefalosporinas y monobactámicos de 1.ª, 2.ª y 3.ª generación, pero siguen siendo sensibles a los carbapenémicos y las cefamicinas.

  • La resistencia se puede superar con β-lactámicos + inhibidores de β-lactamasas (p. ej., sulbactam o el ácido clavulánico).
  • Se puede detectar usando combinaciones de discos (ceftazidima y ceftazidima + ácido clavulánico; cefotaxima y cefotaxima + ácido clavulánico), prueba (método) tridimensional (mejor método).

Fig. 1: Prueba de disco combinado para la detección de BLEE4

Clase B-MBL (Metalo-β-lactamasas)

Estos organismos son resistentes a todos aquellos antibióticos a los que son resistentes los productores de betalactamasas AmpC y además son resistentes a los carbapenémicos

  • La resistencia no puede ser superada por la combinación de β-lactámicos + inhibidores de β-lactamasas.
  • No hidrolizan los monobáctamicos como el aztreonam.
  • Son inhibidas por quelantes como el EDTA o el Mercapto acetato de Sodio

Se puede detectar mediante la prueba de sinergia del disco EDTA, prueba de Hodge modificada.

Fig. 2: Prueba fenotípica positiva para la producción de MBL5

Clase C-Betalactamasas tipo AmpC

Estos organismos son resistentes a todos aquellos antibióticos a los que los productores de BLEE son resistentes y además son resistentes a las cefamicinas (p. ej., cefoxitina y cefotetán). Pero son sensibles a los carbapenémicos.

  • La resistencia no puede ser superada por la combinación de β-lactámicos + inhibidores de β-lactamasas.

Se puede detectar mediante la prueba fenotípica de disco AmpC, usando discos de cefoxitina o cualquier otro antimicrobiano inductor.

Fig. 3: Método de detección de AmpC de tipo inducible

Clase D-oxacilinasas

Las oxacilinasas, también denominadas de tipo OXA, se inhiben parcialmente por ácido clavulánico, no afectan a los monobactámicos, producen alto nivel de resistencia a la temocilina y presentan una baja eficiencia hidrolítica frente cefalosporinas de tercera y de cuarta generación y frente a las carbapenemas, por lo que en muchas ocasiones aparecen como sensibles a estos antimicrobianos.

  • La resistencia se puede superar con la combinación de β-lactámicos + inhibidores de β-lactamasas.
  1. Astocondor-Salazar L. Betalactamasas: la evolución del problema. Revista Peruana de Investigación en salud. 2018;2(2):42-49.
  2. Calvo J, Cantón R, Fernández-Cuenca F, Mirelis B, Navarro F. Detección fenotípica de mecanismos de resistencia en gramnegativos. Procedimientos en Microbiología Clínica. Recomendaciones de la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. 2011;38.
  3. Ambler RP. The structure of β-lactamases. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. B, Biological Sciences. 1980;289(1036):321-331.
  4. Lezameta L, Gonzáles-Escalante E, Tamariz JH. Comparación de cuatro métodos fenotípicos para la detección de beta-lactamasas de espectro extendido. Revista Peruana de Medicina Experimental Y Salud Publica. 2010;27(3):345-351.
  5. Gonzales-Escalante E. Metalo-β-lactamasas:¿ el fin de los β-lactámicos? Revista peruana de epidemiología. 2012;16(3):01-08.