Pseudomonas aeruginosa:
Mecanismos de resistência e
provas fenotípicas
Prof. Afonso Lu
Prof. Afonso Lu
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s Barth
s Barth
LABRESIS
Hospital de Clínicas de Porto Alegre
Faculdade de Farmácia
Pseudomonas aeruginosa
Uma bactéria “com mais de 130
anos... “
Pseudomonas aeruginosa
• Bastonete Gram negativo não-fermentador aeróbio estrito. • Nutricionalmente versátil – ubiqüitário.
• Reservatórios: soluções e equipamentos hospitalares - infecções hospitalares (corrente sanguínea, urinária, pulmonar e relacionadas a cateter).
Pacientes imunocomprometidos e em UTIs.
• Patógeno das vias respiratórias mais comum em pacientes com Fibrose Cística.
• Resistência a múltiplos antibióticos (MDR).
Pseudomonas aeruginosa
• Bastonete Gram negativo não-fermentador aeróbio estrito. • Nutricionalmente versátil – ubiqüitário.
• Reservatórios: soluções e equipamentos hospitalares - infecções hospitalares (corrente sanguínea, urinária, pulmonar e relacionadas a cateter).
Pacientes imunocomprometidos e em UTIs.
• Patógeno das vias respiratórias mais comum em pacientes com Fibrose Cística.
• Resistência a múltiplos antibióticos (MDR).
Pseudomonas aeruginosa - morfologia
colonial
P.aeruginosa mucóide (Fibrose Cística)
Mecanismos de R em P. aeruginosa
• Bombas de efluxo
• Diminuição de permeabilidade • Alteração proteína-alvo
• Produção de enzimas que degradam antibióticos Aminoglicosidases
β-lactamases (Carbapenemases)
MDR ocorre por combinação de mecanismos ou um mecanismo único muito potente
Bombas de efluxo
(sistema de 3 componentes)
Membrana externa Membrana citoplasmática Espaço periplasmático Portal de saída(OprM, OprJ, OprN)
Lipoproteina ligante (MexA, MexC, MexE)
Bomba de efluxo (MexB, MexD, MexF)
Bombas de efluxo em P. aeruginosa
§ Expressão constitutiva – MDR
Inibidores de Bombas de efluxo
L-Phenyl-L-Arginine β-Naphthylamide
(PaβN)
Diminuição da CIM do antibiótico
(carbapenêmico) em presença de PaβN
indica presença de bomba de efluxo tipo
“Mex”
Inibidores de Bombas de efluxo
L-Phenyl-L-Arginine β-Naphthylamide
(PaβN)
Diminuição da CIM do antibiótico
(carbapenêmico) em presença de PaβN
indica presença de bomba de efluxo tipo
“Mex”
Mesaros et al – JAC 2007
Método pouco “específico”
-Concentração do PaβN
-Antibiótico “marcador”
-Variações sutis da CIM
-Outros mecanismos de R
Pereira et al – to be submitted
Diminuição de permeabilidade em
P. aeruginosa
• Diminuição de permeabilidade da membrana
externa à compostos hidrofílicos é o principal
fator relacionada a alta resistência intrínseca de
P.aeruginosa (β-lactâmicos)
• “Primeiro” mecanismo de resistência ao
imipenem (perda da OprD) - tratamento com
imipenem seleciona mutantes OprD
-• Maioria dos canais de porina são inespecíficos
(afetam outros antibióticos hidrofílicos =
Diminuição de permeabilidade em
P. aeruginosa
Zavascki et al – ERAIT - 2010 IMI
Perda (alteração) de Porina
Alteração de proteína-alvo em P.
aeruginosa
• Alteração de PBPs (P.aeruginosa 1a, 1b, 2, 3, 4, 6 e 7)
Resistência a β-lactâmicos – controverso
PBP2 – ligação de carbapenêmicos
PBP3 – cefalosporinas anti-Pseudomonas
• gyrA e parC
Resistência a fluoroquinolonas (mutações nas QRDRs)
• Metilação do rRNA 16S
Produção de enzimas que degradam
antibióticos
• Produção de enzimas modificadoras de aminoglicosídeos
(AMEs): AAC(6
´
)-II – R gentamicina, tobramicina e netilmicina;
ANT(2
´´
)-I – R a gentamicina, tobramicina
•
β
-lactamases
AmpC
β
-lactamase: induzível; R a
β
-lactâmicos
Outras
β
-lactamses: “ESBL” - PSE, PER, GES e OXA-ESBL
Carbapenemases = VIM,IMP, SPM (NDM)
ββββ
-lactamases em P. aeruginosa
AmpC* em P.aeruginosa: Indução in vitro por imipenem
AmpC* em P.aeruginosa: Indução in vitro por clavulanato
*PDC: Pseudomonas-Derived Cefalosporinase
Cefoxitina e Imipenem = fortes indutores
Hiperprodução de AmpC pode causar diminuição de sensibilidade ao imipenem
ββββ
-lactamases em P. aeruginosa
(não-carbapenemases)
• Classes 2b e 2c (Ambler classe A):
espectro reduzido – R a peniclinas e cefalosporinas de 1ªs gerações (TEM, PSE, CARB) • Classe 2be (Ambler classe A):
espectro ampliado “ESBLs” – R tb a cefalosporinas de 3ª e 4ª gerações (PER, VEB, GES*, TEM, SHV, CTX-M, BEL, LBT802, PME)
*Enzimas tipo GES podem apresentar atividade carbapenemase (GES-2 e GES-5) devido a mutações pontuais
• Classe 2d (Ambler classe D):
espectro reduzido – R a penicilinas e cefalosporinas de 1ªs gerações; grupo com inúmeras variantes que podem apresentar aumento de espectro (oximinocefalosporinas e
carbapenêmicos)
OXA-ESBL (comuns em P.aeruginosa)
OXA-carbapenemases (incomuns em P.aeruginosa)
Zavascki et al – ERAIT 2010 Potron et al – IJAA 2015
…IMP, VIM and SPM metallo-carbapenemases (class B) are increasingly scattered in P. aeruginosa and are slowly but steadily increasing in prevalence!
Livermore and Woodford – Trends Microbiol 2006
…metallo-b-lactamases (MBLs), particularly VIM and IMP types, are the most widespread and have been reported globally!
Wright et al – JAC 2015 ...although still rare, MBL of the IMP and VIM families are
increasing sources of resistance to carbapenems in P.
aeruginosa.
Livermore – JAC 2001
Cornaglia et al – Lancet 2011 Wright et al – JAC 2015
Cornaglia et al – Lancet 2011 Wright et al – JAC 2015
FIM (Italy)
Carbapenemases em P. aeruginosa
• GES-carbapenemsases: GES-2, GES-5, GES-18 • OXA-carbapenemases:
Constitutivas – OXA-50
Adquiridas – OXA-24/40 (“CHDLs”)
• Carbapenemases classe 2f: serina-carbapenemases (KPC – casos esporádicos)
• Carbapenemases classe 3: metalo-carbapenemases VIM Distribuição mundial
IMP Distribuição mundial SPM Brasil
GIM Alemanha AIM Australia FIM Itália
Carbapenemases em P. aeruginosa
• GES-carbapenemsases: GES-2, GES-5, GES-18 • OXA-carbapenemases:
Constitutivas – OXA-50
Adquiridas – OXA-24/40 (“CHDLs”)
• Carbapenemases classe 2f: serina-carbapenemases (KPC – casos esporádicos)
• Carbapenemases classe 3: metalo-carbapenemases VIM Distribuição mundial
IMP Distribuição mundial SPM Brasil
GIM Alemanha AIM Australia FIM Itália
1)Leitura interpretativa do antibiograma 2)Testes com inibidores
Detecção fenotípica dos mecanismos de
resistência
O que precisa ser pesquisado? - Importância clínica
P.aeruginosa sensível apenas ao
aztreonam
P.aeruginosa sensível apenas ao
aztreonam - Indicativo de MBL
Imipenem
P.aeruginosa resistente apenas ao
imipenem
C AZ
IM
Imipenem
P.aeruginosa resistente apenas ao
imipenem - Indicativo de perda de OprD
C AZ
IM
Leitura interpretativa do antibiograma não é confiável para identificação de mecanismos individuais pois é influenciada pela combinação de mecanismos de resistência... (o que é comum em P.aeruginosa)
Como pesquisar metallo
carbapenemases em P.
aeruginosa??
…concerns remain about whether metallo
carbapenemasas could be used to treat infections
caused by metallo-β-lactamase producers with MICs
within the susceptible range.
Utilização de quelantes
(EDTA e MPA)
MBL negativo MBL positivo
CAZ MPA
Uso de quelantes
1) Qual o melhor quelante? EDTA
MPA
2) Qual o melhor substrato? CAZ
IMI
3) Qual a melhos técnica?
Aproximação de disco (sinergismo) Adição em disco
Uso de quelantes
CAZ com MPA por aproximação de disco = melhor teste (aumenta a sensibilidade) para P.aeruginosa (100% E e S)
Picão et al – JCM 2008
CAZ com EDTA por aproximação de disco (1 cm); IMP com EDTA por adição = testes com melhor acurácia
Perez et al – BJM 2014 …all phenotypic detection tests for MBLs in P. aeruginosa either lacked
sensitivity (meropenem/DPA combinations) or specificity
meropenem/EDTA and imipenem/EDTA combinations) when tested on meropenem nonsusceptible isolates in our epidemiological setting. 1) Combination of tests (phenotypic and genotypic)
2) Carba-NP
Carba-NP para P.aeruginosa
Especificidade
e Sensibilidade 100%
P.aeruginosa IMP, VIM, SPM, NDM, GIM e AIM
