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Principales mecanismos de resistencia a antimicrobianos en P. aeruginosa y A. baumannii

Principales mecanismos de resistencia a antimicrobianos en P. aeruginosa y A. baumannii. Felipe Fernández Cuenca Hospital Virgen Macarena y Universidad de Sevilla. Mecanismos de resistencia a antimicrobianos. Intrínseca o natural (cromosómica). Adquirida : 2.1) Endógena :

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Principales mecanismos de resistencia a antimicrobianos en P. aeruginosa y A. baumannii

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  1. Principales mecanismos de resistencia a antimicrobianos enP. aeruginosa y A. baumannii Felipe Fernández Cuenca Hospital Virgen Macarena y Universidad de Sevilla

  2. Mecanismos de resistencia a antimicrobianos • Intrínseca o natural (cromosómica). • Adquirida: • 2.1) Endógena: • Mutación en genes propios. • Inactivación, modificación o cambio en el nivel de expresión. • 2.2) Exógena: • Transferencia horizontal de determinantes de resistencia a través de plásmidos, transposones o integrones.

  3. Pseudomonas aeruginosa • Βeta-lactámicos • Aminoglucósidos • Quinolonas

  4. Mecanismos de Resistencia a β-lactámicos

  5. Fenotipo de resistencia natural • Aminopenicilinas • Amoxicilina/clavulánico • Ampicilina/sulbactam • CF-1 y CF-2 • Cefotaxima, Ceftriaxona Mecanismos de resistencia • Baja permeabilidad de la membrana externa (porinas). • Expresión basal de bombas de expulsión (MexAB-OprM. • Producción basal de una beta-lactamasa de tipo AmpC. • ¿Alteraciones en PBPs?.

  6. RESISTENCIA ADQUIRIDA • Genes reguladores de la producción de β-lactamasas • Hiperproducción de β-lactamasas (AmpC) • Inactivación del antibiótico. • Genes reguladores de bombas: • Sobreexpresión de bombas de expulsión. • Múltiples antimicrobianos: betalactámicos, quinolonas, AG) y biocidas. • Inactivación o disminución de la expresión de porinas • Disminución de la permeabilidad ME. • Diana (PBPs): disminución de afinidad por el antibiótico. MUTACION

  7. RESISTENCIA ADQUIRIDA TRANSFERENCIA DE GENES DE RESISTENCIA • Beta-lactamasas secundarias • Clase A (espectro ampliado y espectro extendido). • Clase B (metalo-beta-lactamasas). • Clase D (Oxacilinasas).

  8. Mecanismos de resistencia a carbapenemas

  9. Disminución de permeabilidad de la membrana externa

  10. Membrana externa • 10-100 veces menos permeable que EB. • OprF: inespecífica. • OprD: específica (gluconato, AA básicos, péptidos, IMIPENEM) implicada en resistencia antimicrobiana. • La disminución de expresión o la pérdida de la porina OprD afecta más a IMP que MPM. Inactivación por ISs. • Mutantes OprD: CMI a IMP de 8-32 mg/l y CMI de MPM de 2-4 mg/l. • Nivel de resistencia variable dependiendo del nivel de producción de AmpC

  11. Sobreexpresión de bombas de expulsión • MexAB-OprM y MexXY-OprM participan en la resistencia natural y adquirida, mientras que MexCD-OprJ y MexEF-OprN en la adquirida. • La hiperproducción de MexAB-oprM se produce por el aumento de la transcripcion del operón mexAB-oprM causada por mutaciones en el represor mexR. • Afecta a MPM pero no IMP. Ello se debe a la presencia de una cadena lateral hidrofóbica en la posición 2. Imipenem es hidrofílco y posee una fuerte carga. Familia resistance-nodulation-division (RND)

  12. Nuevas líneas de investigación Alteraciones en PBPs Reguladores globales • Baja afinidad de PBP-4 por IMP. • Mutation of P. aeruginosa PBP4 determines an AmpR-dependent overexpression of the β-lactamase AmpC.

  13. Hiperproducción de AmpC

  14. Beta-lactamasa AmpC • Cefalosporinasa cromosómica de clase molecular C. • No se inhibe por IBL clásicos usados en clínica (CLV, SUL, TAZ). CLV antagoniza. • Genes reguladores. Expresión de bajo nivel (basal). • Hiperproducción (resistencia adquirida). • La resistencia puede inducirse por inductores: (100-1000 veces por un inductor fuerte; IMP, FOX). • Relevancia clínica: puede adquirirse durante eI tratamiento por la selección de mutantes con AmpC desreprimida. Inducción de AmpC

  15. Adquisición de genes de Beta-lactamasas secundarias (plasmídicas)

  16. Espectro reducido: OXAs, TEM, PSE, CARB. • BLEE tipo TEM u OXA. • Carbapenemasas tipo MBL (VIM o IMP).

  17. Carbenicilinasas Hidrolizan carbenicilina con eficacia. Clasificación: Ambler (clase molecular A). Bush (grupo funcional 2c). 4 enzimas: PSE-1 (CARB-2), PSE-4 (CARB-1), CARB-3 y CARB-4. Perfil de hidrólisis: Carboxipenicilinas (TIC). Ureidopenicilinas (PIP). Perfil de inhibición: CLV. Resistencia a TIC y PIP. Sensibilidad variable a CF-4 y AZT. Sensibilidad a CAZ y CP.

  18. Oxacilinasas (I) • Grupo muy heterogéneo de enzimas (5 grupos y variantes) que hidrolizan cloxacilina y otras penicilinas con mayor eficacia que las cefalosporinas. Algunas BLEE. • Clasificación: • Clase molecular D • Grupo funcional 2d. • Resistencia a carboxipenicilinas y ureidopenicilinas, pero no a CAZ. OXA-1 y OXA-10 son más eficaces que OXA-2. • No se inhiben o se inhiben muy poco por el CLV.

  19. Beta-lactamasas de espectro extendido (BLEE) • Clase D (oxacilinasas) • Clase A (serina)

  20. ¿Cómo diferenciar fenotipo BLEE (clase A) de AmpC?

  21. Carbapenemasas (I) • La mayoría son MBL (clase B). • Requieren Zn2+ en su centro activo. • Resistencia a todos los BLs, incluidas las CPs (IMP y MPM). • No hidrolizan AZT. • No se inhiben por CLV ni TAZ. Sólo se inhiben en presencia de quelantes de iones divalentes (EDTA). • Integrones de clase 1. • IMP, VIM, SPM-1, GIM-1

  22. Métodos fenotípicos para detectar la producción de Cpasas (I) • Medios cromogénicos • Problemas detección fenotípica con EDTA, sobre todo si se hiperproduce AmpC. • Métodos colorimétricos CAZ • Test de Hodge modificado EDTA IMP No hay datos sobre la utilidad del test de Hodge en BGNNF.

  23. Métodos moleculares para detectar la producción de Cpasas (I) 4.5 hours HIBRIDACION EN ARRAYS MALDI-TOF

  24. Resistencia adquirida (IV) Elementos genéticos móviles • Secuencias de inserción. • Transposones. • Integrones • Plásmidos

  25. Mecanismos de Resistencia a los Aminoglucósidos

  26. Mecanismos de resistencia a los aminoglucósidos • Disminución permeabilidad ME. • Producción de varias enzimas modificadoras de AG (más frecuente). • Sobreexpresión de bombas (MexXY-OprM: tobramicina). • Modificación de la diana (menos frecuente).

  27. Enzimas modificadoras de Aminoglucósidos • Plásmidos. • Clasificación: Fosfotransferasas, adeniltransferasas, acetiltransferasas. • Las EMA más frecuentes: • AAC(6’)-II, AAC(3)-II: resistencia a GEN y TOB. • AAC(3)-I: resistencia a GEN. • AAC(6’)-(: resistencia a TOB y AK. • ANT(2’)-I: resistencia a GEN y TOB.

  28. Sistemas de Expulsión • Poco frecuente. • MexXY asociado a OprM, OpmB, OpmG, OpmI • Impermeabilidad • Resistencia a todos los AGs. • Pacientes con FQ • Modificación en la diana • Metilasas. • Metilación del ARNr 16S. • Transposones localizados en plásmidos (transmisión horizontal- • RmtA: alto nivel de resistencia a todos los AGs. (CMI>1024 mg/l). Tn5041 plasmídico. • Mecanismos NO enzimáticos • Pacientes con FQ. • Incremento gradual en el nivel de resistencia • Inactivación de galU: LPS incompleto (morfología rugosa)

  29. Mecanismos de Resistencia a las Quinolonas Fenotipo de resistencia salvaje • Resistencia natural a NAL. • Producción basal de MexAB-OprM.

  30. Mecanismos de resistencia a quinolonas • Disminución afinidad de la diana: • a) Mutaciones en gyrA, gyrB (ADN girasa). • b) Mutaciones en parC, parE (topoisomerasa IV). • Disminución permeabilidad de la pared celular: • Porinas. • LPS. • Sobreexpresión de bombas de expulsión activa: • MexAB-OprM. • MexCD-OprJ. • MexEF-OprN. • MexXY-OprM.

  31. Detección de resistencia a quinolonas en el laboratorio (I) Métodos fenotípicos • Carboxilciadina m-clorofenilhidrazona (CCCP) • Fenil-arginil-naftilamida • Reserpina Sobreexpresión de MexAB-OprM

  32. Frecuencia de mutación espontánea aumentada 100-1000 veces • Elevada prevalencia de cepas hipermutadoras en infecciones crónicas: • 30-60% en pacientes con FQ. • 57% en pacientes con bronquiectasias o EPOC

  33. Antibiotic tolerance (Biofilms) Slower or stationary growth phase. Production of biofilm. Quorum sensing. Decreased diffusion of antibiotics through the matrix polysaccharide alginate. Synthesis of glucans that specifically bind antibiotics. Phenotypic variability. Peresence of persister cells.

  34. Acinetobacter baumannii

  35. Elevada resistencia intrínseca Permeabilidad de la membrana externa • Porinas • Bombas Facilidad y rapidez para adquirir resistencia

  36. Resistencia a carbapenemas

  37. Cromosómica • A. baumannii

  38. OXA-23 • OXA-24/40 • OXA-58

  39. Subgrupo OXA-23

  40. CLASE B (METALO-BETA-LACTAMASAS)

  41. Características generales de las MBL • 4 grupos: IMP, VIM, SIM, NDM. • Alto nivel de resistencia a todos los beta-lactámicos (excepto AZT). • Zn2+. • No se inhiben por CLV ni TAZ. Se inhiben por EDTA y AZT. • Genes en cassettes (con frecuencia aminoglucósidos) incluidos en integrones de clase 1. • Plásmidos: movilización entre A. baumannii y P. aeruginosa. • blaNDM-2 (Egipto): ISAba125

  42. Integrones de clase 1

  43. PERMEABILIDAD MEMBRANA EXTERNA

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