Mecanismos de resistencia a Mecanismos de resistencia a antimicrobianos en antimicrobianos en

A. baumanniiA. baumannii

XIII Reunión SEIMCXIII Reunión SEIMC33--5 de junio de 2009, Sevilla5 de junio de 2009, SevillaInfecciones por microorganismos Infecciones por microorganismos

multirresistentesmultirresistentes

Felipe Fernández CuencaFelipe Fernández CuencaServicio de MicrobiologíaServicio de MicrobiologíaHospital Universitario Virgen MacarenaHospital Universitario Virgen Macarena

Antimicrobianos con Antimicrobianos con utilidad terapéuticautilidad terapéutica

1.1. --lactámicos (carbapenemas)lactámicos (carbapenemas)

2.2. AminoglucósidosAminoglucósidos

3.3. QuinolonasQuinolonas

4.4. Tetraciclinas (tigeciclina)Tetraciclinas (tigeciclina)

5.5. ColistinaColistina

RESISTENCIARESISTENCIA

Natural o Natural o intrínsecaintrínseca

CromosómaCromosóma

AdquiridaAdquirida

PlásmidosPlásmidosTransposonesTransposonesIntegronesIntegrones

XIII Reunion de la seimc, sevilla 2009

Active effluxActive efflux

Outer membraneOuter membranepermeabilitypermeability

Chromosomic Chromosomic ββ--lactamaselactamase

PorinsPorins

LPSLPS

AmpCAmpC

OXAOXA--5151

RND RND familyfamily

Mecanismos de resistencia Mecanismos de resistencia intrínsecaintrínseca

Aminopenicilinas

Cefalosporinas 1G.

Cefalosporinas 2G.

Cloranfenicol

Trimetoprim

Eritromicina

Permeabilidad de la membrana externa

Obara and Nakae, JAC 1991Obara and Nakae, JAC 1991

1.1. InferiorInferior aa EE.. colicoli yy PP.. aeruginosaaeruginosa..

2.2. EEscasoscaso númeronúmero dede porinasporinas yy concon ununtamañotamaño dede poroporo pequeñopequeño..

Oxacilinasa subgrupo 51 (blaOXA-51)

Cefalosporinasa tipo AmpC (blaADC)

(Acinetobacter-Derived Cephalosporinases)

+

--lactamasas lactamasas cromosómicascromosómicas

Clase CClase C Clase DClase D

OXAOXA--5151

AmpC (ADC)AmpC (ADC)

Grupo heterogéneo de enzimas

Regulación: ISAba1

CF-1,CF-2, CF-3 y AZT

Perfil de inhibición: TAZ

Heterogéneo: OXA-66, OXA-69…..

Regulación: ISAba1

Penicilinas y Carbapenems (bajonivel de hidrólisis)

Perfil de inhibición: NaCL

A. baumanniiCMI (mg/L)

GEN TOB AK OFX NOR TMP TET ERY CHL CTXBM4454

(adeABC)8 2 8 64 512 64 64 64 512 16

BM4454-1(adeB)

≤0.25 ≤0.25 1 4 64 4 8 8 128 4

Nº VECES ≥32≥32 ≥8≥8 88 1616 88 16 8 8 2 4

Sophie Magnet et. al. AAC, 2001Sophie Magnet et. al. AAC, 2001

Sistemas/bombas de expulsiónSistemas/bombas de expulsiónadeABCadeABC

A. baumannii

CMI (mg/L)

TIC CTX IMP CHL TET TIG ERY PEF LEV

BM4579 (adeIJK) >256 3 0.25 96 6 2 12 48 8

BM4579 (adeIJK) 1 1.5 0.25 64 4 1.5 8 24 6

Nº VECES >256>256 2 0 1.5 1.5 1.3 1.5 2 1.3

DamierDamier--Piolle et al. AAC, 2008Piolle et al. AAC, 2008adeIJK (intrínseca no adquirida)adeIJK (intrínseca no adquirida)

MECANISMOS DE RESISTENCIA A β-LACTAMICOS

1.1. Hiperproducción/adquisición de Hiperproducción/adquisición de ββ--lactamasaslactamasas

2.2. Pérdida de porinasPérdida de porinas

3.3. Sobreexpresión de bombas de expulsiónSobreexpresión de bombas de expulsión

4.4. Alteraciones en PBPsAlteraciones en PBPs

MULTIFACTORIALMULTIFACTORIAL

1a) Adquisición de -lactamasasas

Clase AClase A

Clase DClase D(Oxacilinasas)(Oxacilinasas)

Espectro Espectro reducidoreducido

Espectro Espectro extendidoextendido

TEMTEM--1/2, CARB1/2, CARB--5, OXA5, OXA--2121

PERPER--1, VEB1, VEB--1, TEM1, TEM--92, CTXM92, CTXM--22OXAOXA--ESBL (OXAESBL (OXA--37)37)

Clase BClase B(MBL)(MBL)

IMPIMP--1 a IMP1 a IMP--6, IMP6, IMP--1111VIMVIM--22

CPasasCPasas

Subgrupos Subgrupos OXAOXA--23, OXA23, OXA--24, OXA24, OXA--5858

OXAOXA--2323 OXAOXA--5858

HLRHLR HLRHLRLLRLLR

β-lactamasas de clase D

(metalo-β-lactamasas)

• Zn2+.

• Amplio espectro (FEP y CP), excepto AZT.

• Int-1.

• Problemas de detección fenotípica (Segal H, JCM2005. Ikonomidis A, JCM 2005).

1b) Hiperproducción de -lactamasas mediada por secuencias de inserción (ISAba)

blaOXA-23ISAba3

blaOXA-58ISAba3

blaOXA-51ISAba1

blaampCISAba1

¿Tienen las OXAs del subgrupo 51 algún ¿Tienen las OXAs del subgrupo 51 algún papel en la resistencia a carbapenems?papel en la resistencia a carbapenems?

RTRT--PCR tiempo PCR tiempo realreal

La expresión La expresión de de blablaOXAOXA--6666está incrementada 50 veces está incrementada 50 veces

en A2 respecto a A1en A2 respecto a A1

2) Pérdida/disminución de la expresión de porinas

Omp 33Omp 33--36 kDa36 kDaCarO CarO

(25(25--29 kDa)29 kDa)

OprDOprD--likelike

(43 kDa)(43 kDa)

Limansky AS, JCM 2005Limansky AS, JCM 2005

Mussi MA, AAC 2005Mussi MA, AAC 2005

Clark RB, JCM 1996Clark RB, JCM 1996

Tomás M, AAC 2005Tomás M, AAC 2005

Dupont M, JPR 2006Dupont M, JPR 2006

PorinaPorinaISISAbaAba PorinaPorinaPint¿¿ ??

¿Relevancia inactivación genes de porinas por ISs?

¿Peso específico de cada porina sobre la resistencia?

3) Sobreexpresión de Bombas de expulsión activa (adeABC)

Poco estudiadoPoco estudiado

Resistencia cuando se asocia con OXAsResistencia cuando se asocia con OXAs

4) Alteraciones en Proteinas fijadoras de penicilina (PBPs)

Aumento expresión de Aumento expresión de

una PBP de 24 kDauna PBP de 24 kDa

Gehrlein MGehrlein M, Chem 1991, Chem 1991

Disminución expresión Disminución expresión

de PBP2 (73.2 kDa)de PBP2 (73.2 kDa)

Fernández Cuenca F, JAC 2003Fernández Cuenca F, JAC 2003

Pocos estudiosPocos estudios

MECANISMOS DE RESISTENCIA A AMINGLUCOSIDOS

Enzimas modificantesAcetilasasAdenilasas

Fosfotransferasas

Sistemas de expulsión activa

( AdeABC y AbeM)

Alteraciones en la proteina diana del ribosoma

Metilasas 16s rRNA(armA)

* Integrones* Integrones

1) Enzimas modificadoras de aminoglucósidos

EMAEMA SustratoSustratoaacC1* GmGmaadA* Sm, Spc

aadB* Gm, Tob, AmkGm, Tob, AmkaacA4* Tob, AmkTob, AmkaphA1 Kan, Neo

aphA6 Kan, Neo, AmkAmk

1.1. Diversidad de enzimas y combinaciones.Diversidad de enzimas y combinaciones.

2.2. Integrones de calse 1Integrones de calse 1

CepaCMI (mg/L)

GEN TOB AKBM4454 (adeABC) 8 2 8BM4454-1 (adeB) ≤0.25 ≤0.25 1

Nº VECES ≥32≥32 ≥8≥8 88

adeABCadeABC

2) Bombas/Sistemas de expulsión

AbeMAbeM

MECANISMOS DE RESISTENCIA A QUINOLONAS

Reducción en la acumulación intracelularpermeabilidad de la ME (porinas)

Sobreexpresión de bombas de expulsión activa

Cambios en la dianaDNA girasa (gyrA)

Topoisomerasa IV (parC)

CMI (mg/L)CMI (mg/L) Cambio de aminoácidoCambio de aminoácido

CIPCIP NALNAL GyrAGyrA ParCParC

0.12-1 2 Ser-83 Asp-87 Ser-80 Glu-84

4-64 256 LeuLeu Asp Ser Glu

32-128 >1024 LeuLeu Asp LeuLeu Glu

1) Cambios en la diana

CepaCMI (mg/L)

OFX NORBM4454

((adeABCadeABC))64 512

BM4454-1(adeB)

4 64

Nº VECES 1616 88

adeABCadeABC

2) Sobreexpresión de bombas de expulsión activa

FENOTIPOMECANISMO FRECUENCIA

NAL CIP LEV

R R AD gyrA bombas Frecuente

R R R gyrA y parparCC bombas Frecuente

R R I

R R RR

Resistencia a levofloxacinoResistencia a levofloxacino

MECANISMOS DE RESISTENCIA A TIGECICLINA

Expresión Expresión adeAadeA

(ISAba1)(ISAba1)

MECANISMOS DE RESISTENCIA A COLISTINA

DesconocidosDesconocidos

11 22

LPSLPS

1.1. A. baumannii A. baumannii ATCC ATCC

19606 19606 –– Col S Col S (0.5 mg/L)(0.5 mg/L)

2.2. A. baumanniiA. baumannii ATCC ATCC

19606 19606 –– Col R Col R (256 mg/L)(256 mg/L)

COLISTIN RESISTANCECOLISTIN RESISTANCE

Comunicación personal del Comunicación personal del

Dr. Jordi Vila Dr. Jordi Vila

1.1. ATCC wtATCC wt2.2. ATCC Col 0.125ATCC Col 0.1253.3. ATCC Col 2ATCC Col 24.4. ATCC Col 32ATCC Col 325.5. ATCC Col 64ATCC Col 646.6. ATCC Col 128ATCC Col 128

OMP WOMP W

OMP ???OMP ???

OUTER MEMBRANE PROTEINSOUTER MEMBRANE PROTEINS

1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6

MALDIMALDI--TOFFTOFF Comunicación personal del Comunicación personal del

Dr. Jordi Vila Dr. Jordi Vila

Islas de Islas de resistencia resistencia

Genes de resistencia Genes de resistencia (antimicrobianos, biocidas) y genes (antimicrobianos, biocidas) y genes

de virulenciade virulencia

Elementos genéticos móviles Elementos genéticos móviles

(transposones,integrones, Iss)(transposones,integrones, Iss)

Islas de Islas de resistenciaresistencia

Cepa AYE Cepa SDF

Plásmidos o cromosoma

Genes de resistencia a antisépticos en AbaR1 (AYE Genes de resistencia a antisépticos en AbaR1 (AYE strainstrain))

Genes de resistencia a antisépticos en AbaG1Genes de resistencia a antisépticos en AbaG1

(SDF strain)(SDF strain)

CONCLUSIONESCONCLUSIONES1.1. ElEl principalprincipal mecanismomecanismo dede resistenciaresistencia aa --lactámicoslactámicos eses lala

hiperproducciónhiperproducción dede AmpCAmpC mediadamediada porpor ISAbaISAba11..

2.2. LaLa resistenciaresistencia aa carbapenemscarbapenems estáestá mediadamediada porpor lala((hiperhiper))produccionproduccion dede oxacilinasasoxacilinasas mediadamediada porpor ISAbasISAbas..

3.3. LaLa sobreexpresiónsobreexpresión dede bombasbombas dede expulsiónexpulsión contribuyencontribuyen enenaumentaraumentar loslos nivelesniveles dede resistenciasresistencias aa aminoglucósidosaminoglucósidos ((EMAsEMAs),),quinolonasquinolonas (mutaciones(mutaciones enen gyrAgyrA y/oy/o parCparC)) yy tigeciclinatigeciclina..

4.4. LaLa resistenciaresistencia aa colistinacolistina sese asociaasocia concon alteracionesalteraciones enen OMPsOMPs yydeldel LPSLPS..

5.5. LasLas islasislas dede resistenciaresistencia constituyenconstituyen unun reservorioreservorio dede genesgenes dederesistenciaresistencia yy dede elementoselementos genéticosgenéticos móvilesmóviles..