Gen Ndm-1 en superbacterias: síntomas y tratamiento

¿Qué es el NDM-1?

• NDM-1 es una forma abreviada de escribir metalo-beta-lactamasa de Nueva Delhi, que es el nombre dado a una enzima descubierta en 2009, que puede ser producida por varios géneros de bacterias que hacen que la bacteria sea resistente a muchos antibióticos en común uso en todo el mundo.
• Esta enzima pertenece a un grupo de enzimas (beta-lactamasas) que son capaces de romper los enlaces químicos de un anillo de beta-lactama, que compone una parte importante de muchos antibióticos, como los medicamentos de los grupos de penicilina, cefalosporina y carbapenem.
• La mayoría de las enzimas beta-lactamasas son efectivas en algunos o la mayoría de los antibióticos más antiguos como las penicilinas y las cefalosporinas. NDM-1 es eficaz tanto en los antibióticos antiguos como en los nuevos antibióticos carbapenem, como el imipenem, que contienen un anillo betalactámico.
• Klebsiella fue la primera bacteria identificada en 2009 para producir NDM-1 en un paciente que viajó desde India a Inglaterra con una infección que no respondía a muchos antibióticos. El organismo era resistente a los betalactámicos y, después de estudiar los mecanismos genéticos y de resistencia a los antibióticos del organismo, se descubrió la NDM-1 y su fuente genética. La fuente genética era un plásmido denominado " bla _NDM-1 ", y desde ese descubrimiento, se ha encontrado que otros géneros bacterianos tienen bla _NDM-1 integrado en otros plásmidos o en el cromosoma bacteriano, permitiendo así que las bacterias produzcan NDM-1 .
• NDM-1, si bien es efectivo contra casi todos los antibióticos con anillos betalactámicos, no es efectivo para producir resistencia a los antibióticos contra otros tipos de antibióticos como las fluoroquinolonas (por ejemplo, ciprofloxacina y levofloxacina) o aminoglucósidos (por ejemplo, gentamicina y estreptomicina).
• Desafortunadamente, la mayoría de las cepas de bacterias que tienen NDM-1 también tienen resistencia a los plásmidos o al cromosoma contra estos (y otros) antibióticos. El término "superbacteria" a menudo se usa libremente para describir organismos resistentes a dos o más antibióticos que generalmente son efectivos. Debido a que las bacterias que contienen NDM-1 a menudo son resistentes a casi todos los antibióticos, las bacterias con NDM-1 se han denominado superbacterias. Algunos investigadores consideran que estas bacterias representan la superbacteria más peligrosa de todas las que se han desarrollado hasta ahora.
• Aunque se descubrió recientemente en 2009 y probablemente debido a la transferencia genética de plásmidos u otros segmentos cromosómicos, se ha encontrado NDM-1 en al menos cuatro géneros diferentes de bacterias gramnegativas ( Klebsiella, Escherichia, Enterobacter y Acinetobacter ). Además, se ha descubierto que personas en India, Pakistán, Inglaterra, Canadá, Suecia, Australia, Japón y los Estados Unidos están infectadas con cepas bacterianas que producen NDM-1.
• Los investigadores especulan que la propagación extremadamente rápida de NDM-1 puede deberse a pacientes que buscan atención médica fuera de su país de origen (por ejemplo, visitantes o viajeros de la India). Otros sugieren que el uso generalizado y descontrolado de antibióticos favorece la supervivencia de cepas bacterianas que contienen NDM-1.
• Otra posible razón para la propagación rápida es que Escherichia coli ( E. coli ), parte de la bacteria normal que se encuentra en el intestino humano, intercambia fácilmente plásmidos. De hecho, se descubrió que el primer paciente identificado infectado con Klebsiella que contenía NDM-1 tenía una cepa de E. coli, aislada de las heces, capaz de producir NDM-1.

¿Qué causa que se produzca NDM-1 en bacterias?

El código genético ( bla _NDM-1 ) ubicado en un plásmido o integrado en el cromosoma bacteriano es responsable de la síntesis de la enzima NDM-1. Los investigadores sugieren que las presiones ambientales, como el uso o el uso excesivo de antibióticos, se seleccionan para las bacterias que podrían sintetizar esta enzima para sobrevivir. Algunos especulan que debido a que hay menos restricciones en el uso de antibióticos en muchos países, es probable que en estos países se produzcan cepas resistentes a los antibióticos; Con NDM-1, algunos investigadores sugieren que India es donde este elemento genético se desarrolló por primera vez.

La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra los diversos métodos que usan las bacterias para transferir material genético entre diferentes tipos de bacterias. El primer método, la transformación, ocurre cuando la pared celular de una bacteria se descompone durante la muerte celular bacteriana y el material genético bacteriano (tanto cromosómico como plasmídico) se libera al medio ambiente. Otras bacterias cercanas pueden absorber el material genético e incorporar los genes absorbidos en sus propios plásmidos o cromosomas.

El segundo método, la conjugación, ocurre cuando dos bacterias comparten una conexión a través de sus paredes celulares que permite que el material genético (plásmidos o fragmentos de genes) pase a otra bacteria que puede incorporar el plásmido o fragmentos de genes a otros plásmidos o al cromosoma.

El último método, la transducción, es más complicado. El primer paso implica un bacteriófago (un tipo de virus que infecta a las bacterias) que une e inyecta su genoma (Fig. 1, línea blanca) en una bacteria. El genoma del bacteriófago "asume" la célula bacteriana y sintetiza las partes del bacteriófago que se vuelven a ensamblar en nuevos bacteriófagos. Sin embargo, durante el reensamblaje, a veces los genes de plásmidos o el material genético del cromosoma bacteriano se colocan por error en la partícula bacteriófaga (Fig. 1, estructura de forma hexagonal, denominada cápside) en lugar de solo genes virales. Una vez que se realiza el reensamblaje, el bacteriófago rompe la pared celular bacteriana y los nuevos bacteriófagos pueden reinfectar otras bacterias. No todas las bacterias infectadas por bacteriófagos mueren; Algunos sobreviven. Esas bacterias que están infectadas con material genético bacteriófago que contenía genes de plásmidos bacterianos o del cromosoma bacteriano, pueden incorporar los genes plasmídicos o cromosómicos en sus propios plásmidos o cromosomas.

Estos tipos de transferencias genéticas son responsables de la síntesis de las enzimas múltiples como NDM-1 que permiten que las bacterias se vuelvan resistentes a muchos antibióticos. Dichos genes resistentes a los antibióticos a menudo están estrechamente unidos e incluso pueden transferirse múltiples genes unidos por estos métodos al mismo tiempo.

Mecanismos que permiten que los genes que codifican la resistencia a los medicamentos se compartan entre varias cepas bacterianas y diferentes géneros bacterianos

¿Cuáles son los síntomas y signos de una persona infectada con bacterias portadoras de NDM-1?

El principal signo o síntoma de que una persona está infectada con bacterias portadoras de NDM-1 es el fracaso de los tratamientos con antibióticos (orales o IV) para mejorar la condición del paciente, especialmente si el paciente está infectado con un tipo bacteriano gramnegativo y está siendo tratado con Un antibiótico que contiene una estructura de anillo de betalactámicos. Además, si la persona ha ido a otro país (por ejemplo, India) para una cirugía electiva o ha sido tratado recientemente con antibióticos por una infección y ha regresado a los EE. UU. U otro país industrializado con la infección, los cuidadores deben sospechar que una bacteria producir NDM-1 puede estar causando la infección. Actualmente, estas son las principales pistas para sugerir infección con NDM-1.

Debido a que NDM-1 puede ser transportado por varios tipos de bacterias gramnegativas, los signos y síntomas de las enfermedades son de poca o ninguna ayuda para distinguir si el paciente tiene un organismo que expresa la enzima hasta que los tratamientos con antibióticos fracasan. Sin embargo, debido a que se sabe que las bacterias gramnegativas causan muchas enfermedades (por ejemplo, problemas gastrointestinales, infecciones del tracto urinario, neumonía y algunas infecciones de heridas), los pacientes con estas enfermedades que requieren tratamientos con antibióticos y no se están recuperando adecuadamente con los tratamientos deben tener bacterias gramnegativas aisladas y probadas para resistencia a antibióticos.

Cuándo buscar atención médica para infecciones por bacterias portadoras de NDM-1

Cualquier persona que haya sido diagnosticada con una infección causada por NDM-1 y aún tenga síntomas de la infección debe buscar atención médica, incluso si está tomando antibióticos. Actualmente, la mayoría de las personas diagnosticadas con infecciones bacterianas por NDM-1 son hospitalizadas, pero algunas personas son dadas de alta y enviadas a sus hogares, a menudo con "hogar" en otro país. Estas personas deben buscar atención médica de inmediato para evitar una mayor propagación de la infección. Además, cualquier persona que desarrolle una infección con bacterias gramnegativas que haya tenido algún contacto cercano con alguien que tenga la bacteria NDM-1, tanto como infección como portadora, debe buscar atención médica e informar al cuidador de su potencial. asociación con la bacteria NDM-1.

¿Cómo se identifican las bacterias que producen NDM-1?

Aunque es una práctica estándar analizar todas las bacterias aisladas de un paciente infectado, algunos hospitales pueden no analizar la resistencia al carbapenem porque la resistencia a esta es relativamente poco frecuente en la mayoría de los países industrializados actualmente. Aunque esta situación puede cambiar rápidamente, si los aislamientos gramnegativos muestran resistencia a las penicilinas, es probable que se les haga una prueba de resistencia al carbapenem. Si se sabe que el paciente viaja a áreas donde se encuentra con frecuencia NDM-1 (India, Pakistán), las bacterias gramnegativas aisladas deben analizarse inmediatamente para determinar la resistencia al carbapenem. Sin embargo, esta prueba no determina que las bacterias infecciosas posean NDM-1 porque hay algunas otras enzimas (por ejemplo, Klebsiella pneumoniae carbapenemase también llamada KPC) que pueden causar resistencia a los carbapenems, pero no son tan efectivas como NDM- 1) Si se recupera una cepa bacteriana resistente a carbapenem de un paciente, la bacteria debe enviarse a un laboratorio de salud pública estatal o a los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de los EE. UU. Para una prueba específica de NDM-1, ya que 1 no está disponible habitualmente. Los pacientes que tienen bacterias aisladas de su sitio infeccioso que tienen NDM-1 detectable por las instalaciones estatales o de los CDC son diagnosticadas definitivamente como infectadas por bacterias que producen NDM-1.

¿Cuál es el tratamiento para una infección causada por bacterias que producen NDM-1?

El mejor tratamiento para una infección causada por bacterias que producen NDM-1 es determinar a qué antibióticos es susceptible (no resistente) la cepa NDM-1 y usar esos antibióticos para el tratamiento del paciente. Un antibiótico, la colistina, que se usa con poca frecuencia debido a su toxicidad, a menudo es el único antibiótico al que son susceptibles las bacterias productoras de NDM-1. Sin embargo, algunas bacterias productoras de NDM-1 han mostrado sensibilidad a la tigeciclina (Tygacil) y algunas a aztreonam (Azactam). Sin embargo, estos antibióticos no deben usarse sin determinar primero el patrón de resistencia / susceptibilidad para la cepa bacteriana infectante individual. Los patrones de resistencia / susceptibilidad a los antibióticos para las bacterias se realizan rutinariamente en laboratorios que producen cepas bacterianas aisladas en presencia de discos impregnados de antibióticos. Las bacterias resistentes crecen hasta el borde del disco, mientras que las bacterias susceptibles de ser inhibidas o eliminadas por el antibiótico dejan un espacio libre de crecimiento que se extiende lejos del borde del disco. Cuanto mayor es el espacio libre, más susceptible es la cepa bacteriana al antibiótico (ver ejemplo, Figura 2). La mayoría de las bacterias productoras de NDM-1 no muestran un espacio libre. Un problema con esta prueba es que toma aproximadamente dos días obtener resultados.

Prueba de disco de Kirby-Bauer para el patrón de resistencia / susceptibilidad a los antibióticos. FUENTE: CDC / Gilda L. Jones

Los investigadores de GlaxoSmithKline han identificado un nuevo compuesto antibiótico que puede inhibir la función de la topoisomerasa bacteriana en las bacterias que contienen NDM-1. En consecuencia, la replicación bacteriana (crecimiento) se inhibe o detiene. Desafortunadamente, el compuesto no ha pasado por ningún ensayo clínico y no es probable que esté disponible comercialmente muy pronto, ya que actualmente no hay ensayos clínicos programados.

¿Cuál es el pronóstico para una persona infectada con bacterias productoras de NDM-1?

El pronóstico (resultado) para una persona infectada con NDM-1 está relacionado con la condición general del paciente en el momento del diagnóstico y el tratamiento adecuado. En general, los pacientes con bacterias resistentes a los antibióticos tienen más complicaciones y estadías hospitalarias más largas que los que tienen organismos susceptibles a los antibióticos. Cuanto más rápido se demuestre que las bacterias contienen NDM-1, más rápido puede comenzar el tratamiento apropiado y mejor será el pronóstico para el paciente. Si las bacterias productoras de NDM-1 son susceptibles a la colistina, el pronóstico suele ser bueno. Sin embargo, los pacientes con respiradores, pacientes inmunocomprometidos y pacientes en unidades de cuidados intensivos tienen un pronóstico más reservado.

¿Se pueden prevenir las infecciones con bacterias que contienen NDM-1?

La posibilidad de infecciones con bacterias que contienen NDM-1 puede reducirse o incluso prevenirse mediante métodos higiénicos bastante simples que incluyen el lavado de manos, el tratamiento adecuado de los suministros de agua, el lavado de verduras y evitar áreas y personas que alberguen bacterias productoras de NDM-1. Se deben utilizar las técnicas habituales de protección contra infecciones disponibles en los hospitales. Los pacientes con la bacteria NDM-1 deben ser tratados como pacientes con MRSA, con una habitación privada con guantes y máscaras y batas deben estar disponibles para cuidadores y visitantes.

No hay una vacuna disponible para las bacterias que producen NDM-1, y es poco probable que se desarrolle una porque muchas cepas bacterianas pueden tener el potencial de producir NDM-1 si se les dan los genes apropiados.

¿Por qué los médicos y los investigadores están tan preocupados por las bacterias con NDM-1?

Muchos cuidadores médicos e investigadores están preocupados por el NDM-1 porque hace que algunos de los antibióticos (carbapenems) más útiles y potentes sean ineficaces. Estos antibióticos son a menudo los medicamentos de elección para infecciones graves. Además, dado que el gen bla _NDM-1 que produce la enzima a menudo se asocia con otros genes que codifican otros factores de resistencia a los antibióticos, les preocupa que dicha resistencia se transmita rápidamente a la mayoría de las bacterias gramnegativas, lo que genera una enorme grupo de bacterias resistentes a la mayoría de los antibióticos utilizados actualmente. Aunque es poco probable que esta propagación se considere una pandemia como la gripe aviar o porcina, los brotes de enfermedades causadas por la bacteria NDM-1 podrían provocar una alta mortalidad. Los investigadores también están preocupados de que las pruebas actuales de susceptibilidad a los antibióticos a menudo pueden tardar un mínimo de dos días en completarse, lo que para un paciente gravemente infectado puede ser mucho tiempo para ser tratado con antibióticos que pueden no tener la capacidad de inhibir o matar las bacterias infecciosas.

El campo de investigación sobre NDM-1 es extremadamente activo en este momento. Debería haber muchos avances en los métodos de diagnóstico clínico, planes de tratamiento con antibióticos y antibióticos en el futuro cercano. Desafortunadamente, es probable que el número de personas infectadas y portadoras de la bacteria NDM-1 aumente rápidamente. Los investigadores planean tratar de mantenerse un paso adelante de estas bacterias resistentes a los antibióticos potencialmente peligrosas, pero no hay garantía de que tengan éxito. La prevención de la infección es la mejor defensa contra estas bacterias.

¿Dónde pueden las personas encontrar más información sobre las bacterias productoras de NDM-1?

"Detección de aislados de enterobacterias que transportan metalo-beta-lactamasa" - Estados Unidos, 2010. "Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades

"Guía para el control de infecciones con enterobacterias resistentes a carbapenem o productoras de carbapenemasas en centros de atención aguda". Centros de Control y Prevención de Enfermedades