Resistencia a las Penicilinas en La Habana, Cuba y su Incidencia en el Género Staphylococcus
Ileana González, Alina Niebla, Gloria Roura, Leonora González,
Fernando Travieso, Marielys Lemus, Rolando Contreras,
Carlos Vallin. Hospitales América Arias, CIMEQ, Frank País,
Joaquín Albarrán, Pediátrico de 10 de Octubre, Pediátrico del Cerro,
Pediátrico Marianao, La Habana, Cuba.
Resumen
La penicilina fue introducida en los años 40, en la llamada Era de los Antibióticos, y jugó un papel muy importante en el combate contra las enfermedades infecciosas. No obstante, las bacterias desarrollaron rápidamente mecanismos de resistencia frente a este grupo de antibióticos, siendo las enzimas penicilinasa su mecanismo de lucha fundamental frente a las penicilinas. La resistencia a penicilinas resistentes a penicilinasas (PRP) es mucho más compleja y de una naturaleza muy diferente ya que está asociada con la presencia de la proteína de unión a penicilina, la PBP 2a.
Los mecanismos que incluyen la hiperproducción de ß-lactamasas, producción de la meticilinasas, adquisición de otras PBPs estructuralmente modificadas o la aparición de variantes de colonias enanas son independientes del gen mec A y dan como resultado bajos niveles de resistencia o resistencia intermedia. Los Staphylococcus meticilina resistentes (MRS) presentan además el fenómeno de multirresistencia donde la región mec se comporta como un reservorio para diferentes determinantes de resistencia.
Los estudios epidemiológicos realizados indican que en Europa los hospitales escandinavos presentan bajas incidencias para Staphylococcus aureus meticilina resistentes (MRSA), a diferencia de Francia, España, entre otros países, mientras que la frecuencia de aparición es excepcionalmente alta en Japón y Brasil. Cuba, por su parte, no escapa de este fenómeno, pero presenta índices inferiores a los informados para Europa y América.
En el proyecto fueron evaluadas 425 cepas de Staphylococcus sp de origen intrahospitalario en siete Hospitales de la Habana. Para ello se utilizaron los métodos de referencia sugeridos en las guías NCCLS. Se determinó el mecanismo de resistencia presente en las cepas de Staphylococcus resistentes a penicilina así como la presencia del gen mecA mediante amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Se determinó la correlación entre el mecanismo mediador de la resistencia, los valores de concentración inhibitoria mínima del antibiótico y los resultados del antibiograma.
De las 425 cepas de Staphylococcus sp estudiadas, 273 (68%) fueron Staphylococcus aureus y 133 (32%) Staphylococcus coagulasa negativo. Veintisiete por ciento del total de cepas mostró resistencia a la meticilina por el método de difusión en disco, 25% creció en las placas de oxacillina y solamente 21% portaba el gen mecA.
Introducción
Uno de los principales triunfos de la ciencia médica en el siglo XX ha sido el de disponer de un arsenal terapéutico para enfrentar las enfermedades infecciosas.
Dos descubrimientos importantes señalaron el comienzo de una nueva era en la quimioterapia y revolucionaron el tratamiento de las enfermedades infecciosas.
El primero fue el descubrimiento en 1935 del efecto terapéutico del colorante rojo prontosil en infecciones causadas por estreptococos. El prontosil fue el precursor de las sulfonamidas y, si bien la molécula intacta carece de actividad antibacteriana in vitro, su transformación metabólica libera su componente activo, la p-amino bencenosulfonamida (sulfanidilamida).
El segundo descubrimiento de importancia, el que inicio la “edad de oro” de la terapéutica antimicrobiana, fue el descubrimiento y el posterior desarrollo de la penicilina a partir de filtrados de cultivo de hongos Penicillium notatum. Si bien la penicilina había sido descubierta por Fleming en el 1929, fueron Florey, Chain y sus colaboradores en la Universidad de Oxford quienes en 1940 demostraron y publicaron un informe sobre su enorme potencia y posibilidades de su extracción a partir de los sobrenadantes de cultivos. Unos pocos antibióticos útiles, como la penicilina, fueron descubriertos de manera completamente fortuita, pero desde el descubrimiento de la estreptomicina en 1944 hasta el presente, la búsqueda de estos agentes ha sido minuciosamente planificada y diseñada de forma científica.
La terapia antimicrobiana ha jugado un papel vital en el tratamiento de las enfermedades infecciosas a través de los siglos. Desde el descubrimiento de la penicilina en el año 1929, se han desarrollado cientos de agentes antimicrobianos y docenas de ellos se encuentran disponibles para su uso en la clínica. Las familias de los antibióticos ß- lactámicos y los macrólidos son de las más usadas, teniendo en cuenta su carácter relativamente inocuo, espectro de actividad y pocos efectos secundarios. No obstante, el surgimiento de mecanismos de resistencia a los agentes quimioterapéuticos y su diseminación ha sido la inevitable respuesta de las bacterias patógenas.
De las cepas de Staphylococcus aureus analizadas, 22% mostró resistencia a la oxacilina, mientras que 20% creció en placas de oxacilina por la presencia del gen mecA demostrando que 98% de la resistencia a meticilina es debido a la producción de PBP2A (proteínas de unión a penicilina del tipo 2A) codificadas por el este gen. En el caso de las cepas de Staphylococcus coagulasa negativo, la presencia del gen mecA condiciona solamente 24 % de la resistencia a oxacilina, mientras que el resto es debido a otros mecanismos, fundamentalmente a la presencia de beta lactamasas.
Todas las cepas resistentes a meticilina fueron resistentes a penicilina y todas fueron productoras de penicinilasas. Los valores de resistencia encontrados en las cepas MRS para el resto de los antibióticos analizados fueron: eritromicina de 60-68% con 28-5% de cepas portadoras del fenotipo inducible para antibióticos macrólidos, ciprofloxacina 10-25%, gentamicina 48-50%, sulfa/trimetropin 72-84%, tetraciclina 55-50%, cloranfenicol 53-51%, para cepas de Staphylococcus aureus y Staphylococcus coagulasa negativo, respectivamente.
De este proyecto se genera, por primera vez, información sobre el estado actual de resistencia a las penicilinas y la frecuencia de aparición de cepas resistentes a la meticilina en este género. Estos resultados representan una alerta al Ministerio de Salud Pública en cuanto a la circulación de estas cepas en la capital del país y, dada la rápida diseminación intrínseca de las mismas así como su potencial derivación a cepas VISA (Staphylococcus con susceptibilidad disminuida a vancomicina), asociadas a una elevada tasa de mortalidad, se hace evidente la necesidad de extender la vigilancia epidemiológica al resto del país.
Dada la repercusión de los resultados del proyecto en el campo de la salud, la economía y la protección del medio ambiente, éstos pudieran ser aplicados directamente al Sistema Nacional de Salud Pública.
La introducción de las sulfonamidas y la penicilina abrió una nueva era en la medicina clínica y proporcionó una ola de optimismo en la lucha contra las enfermedades infecciosas.
Sin embargo, muy pronto se comprendió que aun cuando se habían contenido epidemias devastadoras, las enfermedades causadas por microorganismos infecciosos continuaban siendo un problema grave (Domin, 1998).
Uno de los factores más importantes en cuanto a la persistencia de las enfermedades infecciosas es la tremenda capacidad de los microorganismos para desarrollar resistencia contra los diferentes agentes antimicrobianos que representan una seria amenaza para su futura utilidad y requiere recursos e ingenio para enfrentar y contrarrestar este problema (Greenwood, 1998).
Los antibióticos se pueden clasificar de acuerdo con el blanco de acción sobre el que ejercen su efecto. Básicamente, los antibacterianos actúan en algunos de los tres niveles fundamentales para la supervivencia de la bacteria: síntesis de la pared celular, síntesis de ácidos nucleicos y síntesis de proteínas. Al primer tipo pertenecen los que bloquean las etapas finales de la biosíntesis del peptidoglicano (macromolécula que proporciona rigidez a la pared bacteriana), los ß-lactámicos y glicopéptidos; al segundo tipo aquellos que interactúan con la subunidad 70S del ribosoma bacteriano (macrólidos, aminoglucósidos, tetraciclina), y al tercer tipo los que bloquean la síntesis del DNA, bien sea directamente (como la quinolonas que inhiben la DNA girasa), o indirectamente (como las sulfonamidas que interfieren en el metabolismo del ácido fólico) (Levy, 1997, Mayer, Opal, Medeiros, 1995).
Existen dos mecanismos genéticos principales (Bush,1997) por los cuales puede producirse un incremento de la resistencia a los antibióticos empleados en la práctica clínica: 1. Por mutación a nivel cromosómico (resistencia intrínseca) 2. Intercambio de material genético (resistencia adquirida)
La resistencia intrínseca es específica de especie o género y clasifica el espectro de actividad del antibiótico.
La resistencia adquirida está presente solamente en ciertas cepas, especie o género de bacterias y es producto de alteraciones en los genes localizados tanto a nivel cromosómico como plasmídico. También puede explicarse por mecanismos tales como conjugación y transformación (Salyers y Shoemaker).
Antes de la era de los antibióticos, las infecciones por Staphylococcus aureus causaron numerosas muertes. La bacteremia por S. aureus alcanzó una mortalidad de 50% entre 1936 y 1955. La introducción de la penicilina en 1940 cambió dramáticamente esta situación y muy pronto aparecieron cepas de Staphylococcus aureus resistentes a penicilina (1-7).
La meticilina fue introducida en 1959 como la primera generación de penicilinas semisintéticas para el tratamiento de infecciones causadas por Staphylococcus aureus resistentes a penicilina. A sólo dos años de su introducción fue descrito el primer S. aureus meticilina resistente (MRSA) y en 1963 el primer MRSA nosocomial epidémico (1-4). Desde entonces, numerosas epidemias por MRSA han ocurrido tanto en países desarrollados como subdesarrollados (5-12).
La frecuencia de resistencia a las penicilinas resistentes a penicilinasa (PRP) en este género se ha incrementado significativamente en los EE.UU, Japón, España, Bélgica, etc. Sólo unos pocos agentes antimicrobianos están disponibles para el tratamiento de estas infecciones (vancomicina), por ser microorganismos resistentes a antibióticos de otras familias como los aminoglucósidos, los macrólidos y las quinolonas (6).
En la actualidad más de 90 % de las cepas de estafilococos han desarrollado resistencia a la penicilina en el mundo. La penicilina constituye una droga de primera línea y de amplio uso en nuestro país. Este agente presenta una buena disponibilidad con relación a otros antibióticos, dados su bajo costo y mercado de compra estable, si se tiene en cuenta el estado actual de la terapia antimicrobiana en nuestros hospitales, la cual se ve seriamente afectada por la falta de antibióticos (4-6).
La detección definitiva de los estafilococos meticilina resistentes (MRS) en el laboratorio resulta muy difícil. Estudios realizados han mostrado que sólo unas pocas células (1 en 104 a 1 en 106) expresan el fenotipo resistente y muchas variables como el pH, el tamaño de inóculo, el tiempo de incubación, la temperatura y la concentración de sales, influyen. El método de difusión en disco y el sistema automatizado VITEK GPS-SB ocasionalmente dan resultados discrepantes, especialmente para aislados coagulasa negativos. Por otra parte, los aislados MRSA pueden mostrar patrones de susceptibilidad atípicos o bajos niveles de resistencia con MICs de 4-8 g/mL (7,8).
En Cuba no existen reportes actualizados de los índices de resistencia que presenta la penicilina, así como tampoco de la frecuencia de aislamiento de MRS y MRSA. Sólo trabajos preliminares realizados por el CQF en la capital (1995) arrojaron frecuencias de aislamiento para MRS de 30 %, pero la penicilina G no fue incluida en este estudio. No obstante, los índices de morbilidad por fallas en la quimioterapia frente a este género han sido elevados (9).
Por otra parte, la terapia antibiótica empírica ha cobrado auge en nuestro país ante la ausencia de estudios de susceptibilidad antibiótica. Este hecho ha estado condicionado por la falta de recursos y el poco valor que el clínico atribuye a las pruebas de laboratorio.
Los estudios de sensibilidad antibiótica resultan muy importantes desde el punto de vista epidemiológico. Ellos permiten la elaboración de políticas para el uso adecuado y racional de los antibióticos aumentando la calidad de la atención al paciente, protegiendo la vida útil de estas drogas (problema del presente siglo, “la crisis en la resistencia a los antibióticos”) y repercutiendo desde el punto de vista económico, si tenemos en cuenta que nuestro sistema de salud es gratuito.
Objetivos
General
Determinar los niveles de resistencia actuales a las penicilinas del género Staphylococcus.
Específicos
1. Estudiar el estado actual de resistencia a la penicilina G y a las PRP en cepas de Staphylococcus provenientes de infecciones intrahospitalarias.
2. Caracterizar los patrones de resistencia cruzada en los aislados MRS y MRSA.
3. Profundizar en los mecanismos de resistencia presentes en los aislados.
