Las beta-lactamasas cromosómicas de enterobacterias: regulación y difusión plasmídica
- Autores: Juan José González López
- Directores de la Tesis: Guillem Prats (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Álvaro Pascual (presid.), Ferrán Navarro Risueño (secret.), Anicet R. Blanch (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La familia Enterobacteriaceae constituye un importante grupo bacteriano que incluye especies comensales y patógenas para las plantas y los animales. En el caso del hombre, producen infecciones intestinales y bacteriemias, como las causadas por algunos clones de los géneros Escherichia, Salmonella, Shigella y Yersinia. También son frecuentes las infecciones oportunistas de localización extraintestinal, principalmente del tracto urinario, seguido de las infecciones sistémicas de origen endógeno, causada mayoritariamente por Escherichia coli, Citrobacter freundii, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Morganella morganii, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae complex, Serratia marcescens y Proteus mirabilis.
El tratamiento de elección en muchas de las infecciones producidas por las enterobacterias son los antibióticos b-lactámicos. Este grupo de antibióticos es uno de los más utilizados en la práctica médica, ya que tienen una alta eficacia terapéutica y no son tóxicos para el hombre puesto que bloquean la síntesis de la pared bacteriana, estructura que no se encuentra presente en las células eucariotas, inhibiendo por tanto la multiplicación bacteriana y produciendo finalmente la lisis celular.
Las b-lactamasas, el principal mecanismo de defensa que presentan las bacterias gramnegativas frente a los antibióticos b-lactámicos, son enzimas hidrolíticas que rompen el enlace amídico característico del anillo b-lactámico inactivando el compuesto. Algunas especies de la familia Enterobacteriaceae producen b-lactamasas que están codificadas en el propio cromosoma. La producción de estas enzimas puede ser de forma constitutiva o de forma inducible. Como ejemplo, especies del género Klebsiella expresan enzimas de la clase A (SHV, LEN, OKP, OXY) de forma constitutiva. Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Citrobacter freundii, Morganella morganii, Serratia marcescens, Providencia rettgeri y Pseudomonas aeruginosa entre otras producen enzimas de la clase C codificadas en su cromosoma que son expresados de forma inducible. Por otro lado, Citrobacter koseri, Proteus vulgaris y Burkholderia cepacia presentan enzimas cromosómicas inducibles de la clase A, Stenotrophomonas maltophilia presenta una b-lactamasa de la clase B con actividad carbapenemásica y Bacillus cereus que presenta hasta tres b-lactamasas inducibles. También se conoce de antiguo, la presencia de b-lactamasas codificadas por plásmidos. . Por lo general, las b-lactamasas plasmídicas son diferentes de las cromosómicas aunque existen algunas que se encuentran en ambos grupos como por ejemplo la b-lactamasa SHV-1 de K. pneumoniae o las cefalosporinasas plasmídicas BIL, CMY, FOX, LAT, MIR y MOX que son b-lactamasas derivadas de las enzimas cromosómicas tipo AmpC de Enterobacter y Citrobacter spp (18). Por todo esto, se cree que las b-lactamasas plasmídicas se han originado a partir de las cromosómicas, aunque el microorganismo originario continua siendo desconocido en muchos casos.
En el contexto del estudio de las ß-lactamasas cromosómicas de las especies de la familia Enterobacteriaceae, el presente trabajo tiene dos objetivos principales: (I) determinar las causas por las que dos aislados de Enterobacter cloacae, obtenidos por urocultivo de un mismo paciente con infección urinaria, presentaban un perfil de resistencia a antibióticos ß-lactámicos diferente y (II) establecer el mecanismo de resisténcia a antibióticos ß-lactámicos en un aislado de Klebsiella pneumoniae y tres aislados de Klebsiella oxytoca con un perfil de resistencia compatible con una hiperproducción de la ß-lactamasa blaOXY-1.
De los resultados obtenidos de estos trabajos se pudo concluir que: 1) En los dos aislados de E. cloacae obtenidos de un mismo paciente y en los que se observó una diferencia en la expresión de la ß-lactamasa cromosómica AmpC, que se traducía en un perfil diferente de sensibilidad a los antibióticos ß-lactámicos, se pudo demostrar que eran cepas isogénicas en las que la baja expresión de la ß-lactamasa en una de las cepas estaba causada por la pérdida de regulación de dicha expresión debido a la presencia de una mutación en el gen cromosómico ampR que conllevaba a la ausencia de proteina reguladora funcional, hecho no descrito con anterioridad en cepas de origen clínico. De esta forma, se demuestró que la presencia en cepas clínicas de un gen ampR de codificación plasmídica y por tanto de origen exógeno, podía complementar la deficiencia funcional del gen cromosómico propio de esta especie. Además, la asociación de un gen plasmídico de resistencia a quinolonas en el mismo vector genético, comportó no sólo la recuperación de la expresión de ampC, sino también el aumento de la CIM de las quinolonas y por tanto la posibilidad de coselección de resistencias a estas dos familias de antimicrobianos.
2) Por primera vez se describe el hallazgo del gen cromosómico de resistencia a ß-lactámicos blaOXY-1, originario de K. oxytoca, en un plásmido de aproximadamente 95 kb en una cepa de K. oxytoca. Este gen, poseía un promotor fuerte que comportaba la hiperproducción del enzima. Además, la misma cepa de K. oxytoca portadora del gen blaOXY en localización plasmídica se aisló en distintas muestras procedentes de diferentes pacientes ingresados en la misma unidad hospitalaria. Este plásmido se detectó además en una cepa de K. pneumoniae aislada de uno de los pacientes del que ya se había aislado la cepa de K. oxytoca señalada y poseía las mismas características que el de la primera cepa detectada, incluyendo la secuencia del promotor que condicionaba la hiperproducción de la enzima. El plásmido portador del gen blaOXY-1 no pudo ser transferido in vitro por conjugación, pero si por transformación, indicando por tanto que no era autotransferible, pero sí movilizable, lo que probablemente pudiera limitar su capacidad de difusión. Además, la presencia del gen qnrS1 en el mismo plásmido portador del gen blaOXY-1 permitió la transferencia de resistencia de bajo nivel a las fluoroquinolonas junto con la resistencia a los antibióticos ß-lactámicos. Las características hidrolíticas de la ß-lactamasa OXY-1 en condiciones de hiperproducción estable frente a los antibióticos ß-lactámicos, junto a su localización plasmídica podrían sugerir su clasificación como nueva ß-lactamasa de espectro extendido de acuerdo con la definición que este tipo de enzima tiene actualmente. Será necesario observar la evolución de este elemento genético y de su expresión fenotípica para poder establecer una opinión a este respecto.
