• UABDivulga
05/2009

Per què alguns bacteris són resistents als antibiòtics?

Elements genètics mòbils
Les betalactamases d’espectre ampliat (BLEA) són enzims que produeixen alguns enterobacteris i els responsables de que aquests microorganismes manifestin resistència a alguns antibiòtics betalactàmics, principalment les cefalosporines de tercera generació. Actualment, s’han descrit més de 150 tipus de BLEA en diferents gèneres d’Enterobacteriaceae, com ara l’Escherichia coli o Klebsiella pneumoniae, tots dos microorganismes són responsables tant d'infeccions intrahospitalàries com de la comunitat. Per aquest motiu, aportar noves dades per entendre una mica més quin és el mecanisme de difusió d’aquests enzims és un dels objectius d'estudi dins la recerca mèdica. En aquesta línia, l’article següent ha estudiat la codificació genètica d’aquests enzims, i ha determinat el tipus de plasmidi (element genètic mòbil que difon la capacitat de resistència entre les cèl·lules) en el qual es troben. La caracterització d'aquests plasmidis s'ha realitzat mitjançant l'amplificació específica del seu lloc de replicació (mecanisme del DNA per multiplicar-se), i els resultats mostren que certs tipus de BLEA van associades a un plasmidi determinat, mentre que d'altres es localitzen en plasmidis de diferents grups d'incompatibilitat (dos plasmidis amb el mateix sistema de replicació no poden coexistir en la mateixa cèl·lula). Existeix doncs, un grup genètic de plasmidis bastant ampli que facilita la disseminació dels gens de resistència antibiòtica.

Les betalactamases d’espectre ampliat (BLEA) descrites freqüentment en Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae i en menor mesura en altres enterobacteris, comprenen una família d’enzims capaços d’hidrolitzar tots els betalactàmics amb l’excepció de l’associació amoxicil·lina-àcid clavulànic, les cefamicines i els carbapenems. Les infeccions que produeixen aquest microorganismes representen un repte perquè, amb freqüència són microorganismes també resistents a altres antimicrobians como trimetoprim-sulfametoxazol, aminoglicòsids i fluoroquinolones, limitant-se així les opcions terapèutiques.

La distribució i prevalença de les BLEA ha canviat dramàticament en els darrers anys, la seva difusió en bacteris de la mateixa o distinta espècie s’ha potenciat degut a l’associació dels gens blaBLEA amb elements genètics mòbils com els integrons, els transposons i els plasmidis conjugatius.

Molts bacteris contenen més d’un tipus de plasmidi, però no tots els plasmidis poden coexistir en un microorganisme al mateix temps. Quan dos plasmidis no poden coexistir establement en la mateixa cèl·lula perquè comparteixen el mateix sistema de replicació es diu que són incompatibles. La caracterització dels grups de incompatibilitat (Inc) en les soques productores de BLEA es realitza per a determinar si el gen blaBLEA es troba vehiculat pel mateix plasmidi que al llarg del temps ha anat evolucionant, adquirint o perdent part de la seva estructura gènica, o bé es tracta de plasmidis diferents que han adquirit aquest gen de resistència.

L’any 2004 es va realitzar un estudi multicèntric per determinar la prevalença de BLEA a l’Estat Espanyol (Diestra et al. Enferm Infecc Microbiol Clin 2008; 26: 404–10). En aquest estudi que comprenia 58 soques d’E. coli i K. pneumoniae també es van caracteritzar els plasmidis que alberguen els gens blaBLEA i el seu entorn genètic. El grup d’incompatibilitat dels plasmidis portadors d’aquesta BLEA es va determinar per tècniques de rep-typing-PCR i hibridació, i es va estudiar l’entorn genètic dels gens per PCR i seqüenciació.

Figura 2. Producció de la BLEA CTX-M-9. S'observa la sinèrgia entre el disc d'amoxicil·lina-clavulànic i les cefalosporines de 3ª generació, característica de les BLEA. CTX: Cefotaxima, AMC: Amoxicil·lina-àcid clavulànic, CAZ: Ceftazidima, IPM: Imipenem, FEP: Cefepime, FOX: Cefoxitina.

Els gens blaCTX-M-9 (n=14) presentaven l’estructura gènica In60 i es trobaven en plasmidis dels grups d’incompatibilitat IncI1 (50%) o IncHI2 (28%). Els gens blaCTX-M-14 (n=13) presentaven en els seus extrems l’ISEcp1 i l’IS903 i els plasmidis pertanyien al grup IncK. Els gens blaCTX-M-10 (n=2) es van trobar associats a l’estructura fàgica característica de aquests, i un d’ells es trobà en el plasmidi del grup IncK. Els plasmidis portadors de cinc dels set gens blaCTX-M-1, tres  blaCTX-M-32 i un dels dos blaCTX-M-3 pertanyian al grup IncN, l’altre plasmidi portador de blaCTX-M-3 a l’IncA/C i els altres dos portadors de blaCTX-M-1 a l’IncFII. Tres plasmidis portadors de blaCTX-M-15 pertanyien al grup IncF (repFIA) i un a l’IncFII. Tots aquests gens blaCTX-M del grup-1 presentaven a l’extrem 5’ l’ISEcp1 truncada per diferentes seqüències d’inserció.
Els gens blaSHV-12 (n=12) presentaven l’IS26 i la regió DEOR a ambdós extremes i els plasmidis pertanyien al grup IncI1 (43%). L’únic gen blaSHV-5 de l’estudi presentava les regions recF i DEOR i el plasmidi pertanyia al grup IncFII.
Aquest estudi remarca la circulació de diferents plasmidis que contenen una gran diversitat de gens blaBLEA associats amb diferents entorns genètics. La diversitat genètica trobada en alguns gens bla ubicats en plasmidis específics, suggereix l’ evolució d’aquests plasmidis per diferents esdeveniments. Així, es va confirmar una gran varietat en l’entorn genètic d’aquests gens com a conseqüència d’insercions i delecions.

Karol Diestra
Universitat Autònoma de Barcelona

Referències

Caracteritzación y epidemiología molecular de BLEE en Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae en 11 hospitales españoles. Diestra K, Coque TM, Miró E et al. Enferm Infecc Microbiol Clin 2008; 26: 404–10.

Characterization of plasmids encoding blaESBL and surrounding genes in Spanish clinical isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. Diestra K; Juan C; Curiao T; et al. on behalf of Red Española de Investigación en Patología Infecciosa (REIPI), Spain. J Antimicrob Chemother 2009; 63, 60–66.

 
View low-bandwidth version