Resistência Bacteriana

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1 Cleverson Antonio Poças ESBL Enterobacteriaceae produtoras de beta-lactamases de espectro estendido. ESBL Klebsiella pneumoniae Escherichia coli Enterobacter sp Especialização em Farmacologia Marília-SP Mecanismos de Resistência Resistência Natural ou intrínseca: Bactérias naturalmente resistentes aos antibacterianos. Um dos mecanismos é a inexistência de sistema metabólico ou organela, alvos da ação do antimicrobiano. Ex: MOs desprovidos de parede bacteriana (Mycoplasma pneumoniae), são naturalmente resistentes aos B-lactâmicos que inibem a síntese da parede bacteriana. Mecanismos de Resistência Resistência fisiológica: Produção de biofilme (matriz extracelular polimérica) ocorrendo apenas em bactérias fixadas em superfícies, dificultando a penetração de antimicrobianos e originando ambiente para trocas genéticas entre os mo. As bactérias podem produzir biofilmes na superfície de cateteres e outros instrumentos médicos, em placas dentárias e lentes de contato. Ex: Pseudomonas aeruginosa Mecanismos de Resistência Resistência adquirida: Desenvolvimento de novos mecanismos de defesa devido à exposição continuada a antimicrobianos. Mutação: mudança no material genético proporcionado resistência nas futuras gerações Transferência genética: indução da síntese de DNA extracromossômico, capaz de orientar síntese de enzimas ou outras substâncias que inativam ou antagonizam o antimicrobiano. Esse DNA pode estar na forma de plasmídeos ou tranpossomas Mecanismos de Resistência Mecanismos Bioquímicos de resistência bacteriana: Perda de permeabilidade de membrana; Alterações de receptores de membrana; Redução da captação; Exclusão ativa do antimicrobiano; Alterações do sítio de ligação ribossômico; Superprodução de enzimas-alvo; Derivação de síntese enzimática; Hidrólise ou modificação estrutural do antimicrobiano.

2 Acinetobacter baumannii BGN, aeróbico, imóvel; Fonte endógena: presente na pele, mucosas, TRS e TGI; Fonte exógena: respiradores, soluções, lençóis e mobílias; Biofilme: forte adesão em materiais plásticos; Responsáveis por Pneumonia, ITU e infecções de tecidos moles; Produz endotoxinas (choque séptico); Acinetobacter baumannii Fatores de risco: DPOC, imunossuprimidos, procedimentos cirurgicos, uso de TOT e terapia antimicrobiana de amplo espectro. Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intracelular do antimicrobiano Alteração do sítio de ação Degradação da droga Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intra-celular do antimicrobiano Diminuição da permeabilidade - perda de porinas Efluxo ativo - Eliminação da droga por bombas dependentes de energia Não respeita classe de antimicrobianos Normalmente associado a outros mecanismos Responsável pela menor sensibilidade intrínseca de algumas espécies (BGN-NF) Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002 Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002 PORINAS Poros (Omps) canais de entrada dos antibióticos Alterações na forma e tamanho resistência Ex. E. coli OmpF, OmpC e OmpE Escherichia coli BGN Anaeróbio facultativo; Flora intestinal (lúmen intestinal); Resistência aos B-lactâmicos e fluorquinolonas; Devido a localização próxima: altos índices de ITU; Peritonites e gastrenterites (Toxinas); Infecções de sítio cirúrgico e pneumonias; Surtos em unidades pediátricas: EPEC e EHEC; EAEC 55989?(Europa): Síndrome Hemolítica Urêmica (falência renal aguda e anemia)

3 Escherichia coli EPEC ("Enteropathogenic E.coli" ; E.coli Enteropatogênica): liberação de enterotoxinas causando diarréia osmótica, febre, náuseas e vômitos. Ocorre em crianças; EHEC("Enterohemorragic E.coli" ; E.coli Enterohemorragica): diarréia aquosa inicial, podendo progredir para colite hemorrágica; ETEC ("Enterotoxic E.coli" ; E.coli Enterotoxinogênica):Diarréia do viajante causada por comida mal cozida ou água contaminada com detritos fecais. Escherichia coli Fatores de virulência: endotoxinas, hemolisinas, adesinas, cápsula, biofilmes, pili e flagelos; Com presença de fímbrias e flagelos impede o arrastamento pela urina e diarréia; Escherichia coli Contaminação: translocação (endógena) e mãos, equipamentos, soluções, água e alimentos contaminados (exógena); Anos 80: principal agente de infecções hospitalares; Cuidados com alimentos e principalmente a lavagem das mãos. PAPEL DA PORINA OmpK35 NA RESISTÊNCIA ANTIMICORBIANA DE Klebsiellapneumoniae A Klebsiella pneumoniae produz dois tipos principais de porinas: ompk35 e ompk36; Cepas ESBL são resistentes a cefalosporinas de primeira e terceira gerações; Resultados preliminares indicam que a ompk 35 permite penetração eficiente de cefoxitina, cefotaxima e carbapenem; Perda da Ompk35 pode ser um fator que contribui na resistência antimicrobiana da k.pneumoniae produtora de ESBL. Klebsiella pneumoniae BGN imóvel; Anaeróbio facultativo; Capsulados; Resistência aos B-lactâmicos, Aminoglicosídeos e Quinolonas; Pneumonias, ITU, infecções sítio cirúrgico e infecções de cateter; Fatores de virulência: Biofilmes, adesinas, cápsula e endotoxinas Klebsiella pneumoniae Realização de trocas plasmidiais; Inibidas por inibidores de B-lactamase: Tazobactam, Sulbactam; Utilização de carbapenêmicos

4 Pseudomonas aeruginosa BGN, aeróbico, móvel; Colonizam pele, mucosas, TGI, TU e TR; Podem estar presentes em equipamentos, soluções endovenosas e diálise; Pseudomonas aeruginosa Responsável por graves infecções hospitalares: pneumonias e ITU; Resistência aos aminoglicosídeos: enzimas modificadoras; Resistência às fluorquinolonas: ativa bombas de efluxo e promove mutações nos sítios das topoisomerases; Resistência às cefalosporinas: produção de AMPc, ESBL e ativação de bombas de efluxo; Resistência aos carbapenêmicos: Pseudomonas aeruginosa Resistência aos carbapenêmicos: ativação de bombas de efluxo, carbapenases, perda de porinas; Fatores de risco: -Tempo de internamento; -Imunocomprometidos; -Uso prolongado de antimicrobianos de amplo espectro; -Ventilação mecânica; -Queimaduras; -Cateter venoso central. Resistência mediada por efluxo ativo Eliminação da droga por bombas dependentes de energia Baixo grau de resistência Normalmente associado a outros mecanismos Não respeita classe de antimicrobiano: resistência cruzada aleatória Resistência intrínseca Lewis & Lomovskaya. In Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002, p. 61. BOMBAS DE EFLUXO São proteínas de transporte envolvidas na extrusão de substâncias tóxicas para fora das células; Praticamente todas as classes de antibióticos clinicamente relevantes; Encontradas em bactérias G- e G+; Podem estar associadas com resistências a múltiplas drogas; As bactérias com bombas de efluxo podem ter um mecanismo intrínseco que permite sobreviver a um meio hostil (por ex : presença de atb) BOMBAS DE EFLUXO Super-expressão da bomba de efluxo pode resultar de mutações dentro do gene repressor; Utilização de detergentes e desinfetantes, inclusive biocidas comumente usados; Aumentos adicionais das MICs dos atbs foram vistos após a super-expressão de mais de uma bomba de classes diferentes.

5 BACTÉRIAS - BOMBAS DE EFLUXO BACTÉRIAS IMPORTANTES COM RESISTÊNCIA: BOMBAS DE EFLUXO E. coli Pseudomonas aeruginosa Streptococcus pneumoniae Salmonella typhimurium S. aureus Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intracelular do antimicrobiano Alteração do sítio de ação Degradação da droga Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002 Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intra-celular do antimicrobiano Alteração do sítio de ação Alto grau de resistência - altos MICs Resistência cruzada a outras drogas da mesma classe Principalmente em G+ Degradação da droga Ação dos antibióticos As PBPs são proteínas existentes na parte externa da membrana citoplasmática que participam da terceira etapa da síntese da camada de peptídeoglicano com a capacidade de se fixar às penicilinas e às cefalosporinas. Os antibióticos betalactâmicos interferem na síntese do peptídeoglicano bloqueando a etapa final da síntese da camada- morte da bactéria Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002 A resistência à meticilina - Mec A Mec A (PBP2a) gene é carreado pelo elemento genético SCCmec (cassete cromossomal de Staphylococcus) inserido na porção orfx cromossomo de S. aureus Staphylococcus aureus Resistência a oxacilina é decorrente de alterações nas PBPs - resistência cruzada a todos os betalactâmicos Podem ocorrer falsa-sensibilidade quando cepas de ORSA são testadas contra outros beta-lactâmicos, principalmente cefalosporinas Cepas de ORSA devem ser consideradas resistentes a todos os beta-lactâmicos, independente do resultado dos testes de sensibilidade Helio Sader - LEMC - UNIFESP

6 MRSA -Exemplo clássico e mais significativo do problema; -Sensíveis a concentrações muito baixas de Penicilina G; -Algumas cepas Betalactamase (penicilinase): inativação das penicilinas G; -Penicilinas penicilinase-resistentes (meticilina); pouco tempo sem resistência; -Novas B-lactamases: produzidas por estafilococos meticilina-resistentes; -Vancomicina (já apresentando resistência) MRSA CGP em cachos; Anaeróbios facultativos; Colonizam a mucosa nasal e pele; Responsáveis por várias infecções hospitalares: Pneumonia, Infecção de sítio cirúrgico, septicemias e endocardite; Fatores de virulência: produção de toxinas (epidermolítica, coagulase, lipase, protease, fosfolipase, estafiloquinase) e formação de biofilmes. MRSA Fatores de risco: Procedimentos invasivos Manipulação do paciente Tempo de internamento UTI Queimados Cirurgias Antimicrobianos de amplo espectro: Cefalosporinas, vancomicina, quinolonas. MRSA Em versatilidade de estratégias patogências, número de fatores de virulência, capacidade de sobreviver e multiplicar-se numa ampla variedade de ambientes, o S. aureus não é superado por nenhum outro patógeno humano Lancet Infections Diseases 2002 MRSA Recomendações de controle: Higienização das mãos Precauções de contato Controle dos antimicrobianos Processo de descolonização: clorexidine, mupirocina. Métodos de desinfecção de superfícies adequados Cultura de mo para vigilância VRE Vancomycin Resistent Enterococcus; Enterococcus faecalis; Preocupação: resistência ser transferida para o S. aureus; CG+ cadeias; Anaeróbios facultativos; Flora normal do trato gastrointestinal; Responsáveis por infecções urinárias, endocardite e feridas.

7 VRE VRE Fatores de risco: Utilização prolongada de cefalosporinas ou vancomicina; Pacientes imunocomprometidos (HIV, tranplantados, quimioterapia, etc.); Tempo de internamento; Paciente em UTI; Procedimentos invasivos; Paciente ou profissional colonizado. VRE Recomendações para o controle: Monitorar a resistência bacteriana; Controlar o uso de antimicrobianos; Precauções de contato; Correta lavagem das mãos manipuladores; Resistência a antimicrobianos que atuam na síntese protéica: Macrolídeos e Lincosaminas Alterações no RNA ribossômico impedem a ligação do antibiótico Alto grau de resistência Resistência cruzada a outras drogas Delisle & Tomalty, Microbes in Motion Desenvolvimento da resistência ás fluoroquinolonas. Desenvolvidas excelente potência contra bacilos gram Desenvolvimento da resistência potência limitada contra várias espécies. Desenvolvimento da resistência ás fluoroquinolonas. Exemplos: E.U.A ( UTIs ) resistência P.aeruginosa Estudos globais resistência em espécies de Enterobacteriaceae Outros estudos tendência para uma atividade diminuida das fluoroquinolonas em alguns bacilos gram A resistência ás fluoroquinolonas é marcadamente maior em cepas contendo ESBLs

8 Desenvolvimento da resistência ás fluoroquinolonas. Resistência ás fluoroquinolonas Determinantes de resistência mutações : A perda de atividade das cefalosporinas e das fluoroquinolonas nas cepas ESBL: Limitação terapêutica Gene gira = codifica a topoisomerase II (girase) Gene parc = codifica a topoisomerase IV Carbapenem ( única escolha de terapia ) O sitio de ação das quinolonas é nas topoisomerases Resistência às Quinolonas Mecanismo: Alteração do sítio de ação Topoisomerases menos sensíveis - altos MICs Resistência cruzada a outras quinolonas Disseminação: Seleção continua de mutantes Stepwise mutations : Mutações pontuais cumulativas que ocorrem com freqüência alta Detecção: Ocorre elevação gradual dos MICs Cepas resistentes ao ácido nalidíxico apresentam MICs mais elevados para ciprofloxacina e dessa maneira poderiam Gales et al., Diag Microb Inf Dis 36:61, 2000 Gales AC. Tese de Doutorado, UNIFESP 2001 Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intracelular do antimicrobiano Alteração do sítio de ação Degradação da droga Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2 Mecanismos de Resistência a Antimicrobianos Diminuição da concentração intra-celular do antimicrobiano Alteração do sítio de ação Degradação da droga A bactéria produz enzimas que degradam o antimicrobiano. Níveis variados de resistência: depende da quantidade e potência da enzima produzida. Maior variação do perfil de sensibilidade a drogas de uma mesma classe: Sensibilidade a um β-lactâmico e resistência a outro. Penicilinas Resistência aos antibióticos B-lactâmicos; Produção de B-lactamases: hidrólise do anel B- lactâmico, levando a inativação da droga; Bactérias G+: as enzimas (B-lactamases, penicilinases) são lançadas ao meio ao redor da bactéria, inibindo o antibiótico antes que ele atinja o receptor; Bactérias G-: as enzimas ficam no espaço periplasmático destes germes, entre a membrana e a parede celular com maior facilidade de inativação dessa classe terapêutica; Lewis et al. Bacterial Resistance to Antimicrobials, 2002

9 Cefalosporinas Redução na permeabilidade da parede; Aumentar a dificuldade para atingir o sítio de ligação; Produção de B-lactamases. Grupo CESP Citrobacter sp, Enterobacter sp, Serratia sp e Providencia sp; BGN; Anaeróbio facultativo; Resistência induzível aos B-lactâmicos; Resistência aos Aminoglicosídeos, sulfas e quinolonas; B-lactamases do tipo AMPc induzíveis; Codificadas cromossomalmente Grupo CESP Inativa cefalosporinas de 1ª a 3ª geração; Inibidores de B-lactamase não tem ação; Opção terapêutica: cefepime e carbapenêmicos; AMPc induzíveis: Os B-lactâmicos vão atuar na parede da bactéria soltar fragmentos da parede desenvolve a produção de B-lactamase que é uma enzima que tem a função de colar esses fragmentos quanto maior a utilização de B-lactâmicos > produção de B- lactamases. Resistência bacteriana Hospitalar Custos hospitalares aumentados: Aumento no tempo de internamento do paciente; Aumento da assistência ao paciente internado; Aumento dos custos alternativos; Perda de produtividade; Infecções intratáveis Aumento dos gastos com internação; Utilização de antimicrobianos mais caros; Aumento do nº de exames. Resistência bacteriana Hospitalar Problemas graves: Paciente / Hospital / Indústria farmacêutica. *Paciente: aumento da morbidade e mortalidade *Hospital: mo resistentes aos antimicrobianos disponíveis *Indústria farmacêutica: Vida útil do antimicrobiano mais curta, resistência mais rápida que a produção, a evolução da resistência suplantou a capacidade da humanidade de criar novos antimicrobianos. Fonte: Esp. Infecção Hospitalar (PERUGINI, M.R.E. & PELISSON, M. 2003) MO Multirresistentes Medidas de prevenção As medidas de controle para a emergência da resistência incluem: Medidas tradicionais de controle de infecção hospitalar Precauções de contato Medidas para o controle de antimicrobianos reduzir o consumo de cefalosporinas ampliar o uso de penicilinas de espectro estendido limitar o uso de carbapenemicos para terapia direcionada

10 Nova Estratégia para Controle da Resistência MPC: Mutant Prevention Concentration Concentração que Previne Mutações Atualmente, a posologia do antimicrobiano é calculada para que a droga atinja simplesmente concentrações acima do MIC da bactéria MPC: A posologia dos antimicrobianos deveriam ser ajustadas para que este atinja concentrações no sítio infeccioso mais elevadas que o MIC não só das amostras sensíveis, mas também das amostras que desenvolveram uma mutação simples Blondeau et al., AAC 2001; Zhao & Drlica, CID 2001 PK/PD Cmáx: Concentração sérica máxima MIC: Concentração inibitória mínima AUC: Área sob a curva T: Tempo de duração da dosagem PAE: Efeito pós antibiótico PARÂMETROS FARMACODINÂMICOS Cmáx./MIC AUC/MIC T>MIC PK/PD AUC Exposição global de uma pessoa a uma droga durante o intervalo das doses. Total da droga 24hs/Clearence da creatinina Clearence O volume de sangue a partir do qual a droga pode ser completamente removida por unidade de tempo. Parâmetros PK/PD Cmáx./MIC: Aminoglicosídeos (efeito pós antibiótico) AUC/MIC: Fluorquinolonas/Glicopeptídeos T>MIC: B lactâmicos/macrolídeos/oxazolidonas

11 Referências Bibliográficas Muito Obrigado!!!! CAVALLINI, Miriam Elias; BISSON, Marcelo Polacow. Farmácia Hospitalar: um enfoque em sistemas de saúde. Barueri-SP: Manole, CRAIG, Charles R.; STITZEL, Robert E. Farmacologia Moderna com aplicações clínicas. 6ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, FUCHS, Flávio Danni; WANMACHER, Lenita; FERREIRA, Maria Beatriz. Farmacologia Clínica: fundamentos da terapêutica racional. 3ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, RANG, H.P.; DALE, M.M.; RITTER, J.M. Farmacologia. 4ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Material Especialização em Infecção Hospitalar-HURNP, Material Mestrado em Ciências da Saúde-UEM (Dra Maria Cristina Bronharo Tognin)