RESISTÊNCIA BACTERIANA

Prévia do material em texto

TUTORIA 6 MÓD 1 (RESISTÊNCIA BACTERIANA)
Mecanismos de resistência bacteriana aos antimicrobianos
	
	Ao discutirmos a resistência bacteriana é conveniente considerar tanto os mecanismos de ação dos antimicrobianos quanto as propriedades necessárias para a sua eficácia. Os antimicrobianos devem ser capazes de:
		1. alcançar os alvos moleculares, que são primariamente intracelulares. Para isso, o antimicrobiano, em quantidades suficientes, precisa ultrapassar a membrana celular bacteriana;
2. interagir com uma molécula-alvo de modo a desencadear a morte da bactéria;
3. evitar a ação das bombas de efluxo que jogam os antimicrobianos para fora da célula bacteriana;
4. evitar a inativação por enzimas capazes de modificar o fármaco no ambiente extracelular ou no interior da célula bacteriana.
Com freqüência bactérias utilizam mais de uma estratégia para evitar a ação dos antimicrobianos; assim, a ação conjunta de múltiplos mecanismos pode produzir um acentuado aumento da resistência aos antimicrobianos. A resistência a determinado  antimicrobiano pode constituir uma propriedade intrínseca de uma espécie bacteriana ou uma capacidade adquirida. Para adquirir resistência, a bactéria deve alterar seu DNA, material genético, que ocorre de duas formas:
		1. indução de mutação no DNA nativo;
2. introdução de um DNA estranho - genes de resistência - que podem ser transferidos entre gêneros ou espécies diferentes de bactérias.
Os genes de resistência quase sempre fazem parte do DNA de plasmídeos extracromossômicos, que podem ser transferidos entre microrganismos. Alguns genes de resistência fazem parte de unidades de DNA denominadas transposons que se movem entre cromossomos e plasmídeos transmissíveis. O DNA estranho pode ser adquirido mediante transformação, resultando em trocas de DNA cromossômico entre espécies, com subseqüente recombinação interespécies.
A seguir você conhecerá os principais mecanismos de resistência.
1. Alteração de permeabilidade
A permeabilidade limitada constitui uma propriedade da membrana celular externa de lipopolissacarídeo das bactérias Gram-negativas. A permeabilidade dessa membrana reside na presença de proteínas especiais, as porinas, que estabelecem canais específicos pelos quais as substâncias podem passar para o espaço periplasmático e, em seguida, para o interior da célula. A permeabilidade limitada é responsável pela resistência intrínseca dos bacilos Gram-negativos à penicilina, eritromicina, clindamicina e vancomicina e pela resistência de Pseudomonas aeruginosa ao trimetoprim.  As bactérias utilizam esta estratégia na aquisição de resistência. Assim, uma alteração  na porina específica da membrana celular externa de P. aeruginosa, pela qual o imipenem geralmente se difunde, pode excluir o antimicrobiano de seu alvo, tornando P. aeruginosa resistente ao imipenem.
2. Alteração do sítio de ação do antimicrobiano
A alteração do local-alvo onde atua determinado antimicrobiano, de modo a impedir a ocorrência de qualquer efeito inibitório ou bactericida, constitui um dos mais importantes mecanismos de resistência. As bactérias podem adquirir um gene que codifica um novo produto resistente ao antibiótico, substituindo o alvo original. Staphylococcus aureus resistente à oxacilina e estafilococos coagulase-negativos adquiriram o gene cromossômico Mec A e produzem uma proteína de ligação da penicilina (PBP ou PLP)  resistente aos β-lactâmicos, denominada 2a ou 2', que é suficiente para manter a integridade da parede celular durante o crescimento, quando outras PBPs essenciais são inativadas por antibimicrobianos β-lactâmicos. Alternativamente, um gene recém-adquirido pode atuar para modificar um alvo, tomando-o menos vulnerável a determinado antimicrobiano. Assim, um gene transportado por plasmídeo ou por transposon codifica uma enzima que inativa os alvos ou altera a ligação dos antimicrobianos como ocorre com eritromicina e clindamicina.
Bomba de efluxo
	
	O bombeamento ativo de antimicrobianos do meio intracelular para o extracelular, isto é, o seu efluxo ativo, produz resistência bacteriana a determinados antimicrobianos. A resistência às tetraciclinas codificada por plasmídeos em Escherichia coli resulta deste efluxo ativo.
4. Mecanismo enzimático
O mecanismo de resistência bacteriano mais importante e freqüente é a degradação do antimicrobiano por enzimas. As β-lactamases hidrolisam a ligação amida do anel beta-lactâmico, destruindo, assim, o local onde os antimicrobianos β-lactâmicos ligam-se às PBPs bacterianas e através do qual exercem seu efeito antibacteriano. Foram descritas numerosas β-lactamases diferentes. Essas enzimas são codificadas em cromossomos ou sítios extracromossômicos através de plasmídeos ou transposons, podendo ser produzidas de modo constitutivo ou ser induzido. A resistência quase universal de S. aureus à penicilina é mediada por uma β-lactamase induzível, codificada por plasmídeo. Foram desenvolvidos β-lactâmicos capazes de se ligarem irreversivelmente às β-lactamases, inibindo-as. Esses compostos (ácido clavulânico, sulbactam, tazobactam) foram combinados com as penicilinas para restaurar sua atividade, a despeito da presença de β-lactamases em estafilococos e hemófilos.
Nas bactérias Gram-negativas, o papel das β-lactamases na resistência bacteriana é complexo e extenso. Verifica-se a presença de quantidades abundantes de enzimas; muitas delas inativam vários antimicrobianos β-lactâmicos, e os genes que codificam essas β-lactamases estão sujeitos a mutações que expandem a atividade enzimática e que são transferidos de modo relativamente fácil. Além disso, as β-lactamases de bactérias Gram-negativas são secretadas no espaço periplasmático, onde atuam em conjunto com a barreira de permeabilidade da parede celular externa, produzindo resistência clinicamente significativa a antimicrobianos. As β- lactamases de espectro astendido (ESBL), mediadas por plasmídeos, inativam as cefalosporinas de terceira geração e os monobactâmicos como ocorre em cepas de Klebsiella pneumoniae.  As β-lactamases mediadas por cromossomos são produzidas em baixos níveis por P. aeruginosa, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens e outros bacilos Gram-negativos; quando esses microrganismos são expostos a antimicrobianos β-lactâmicos, são induzidos altos níveis de β-lactamases, produzindo resistência às cefalosporinas de terceira geração, cefamicinas e combinações de β-lactâmicos/ácido clavulânico ou sulbactam.
		O uso indiscriminado de antimicrobianos exerce uma enorme pressão seletiva para a manutenção e ampliação da resistência bacteriana. O uso extenso de antimicrobianos é seguido de frequência aumentada de bactérias resistentes que passam a se disseminar em conseqüência de medidas insuficientes de prevenção de infecções. Embora não se possa eliminar o uso de antimicrobianos, a administração racional desses agentes não apenas exige uma seleção criteriosa do antimicrobiano e da duração da terapia, como também sua indicação apropriada.
	Gram-positivos - resistência aos antimicrobianos
		Neste tópico serão estudados os mecanismos de resistência e o impacto clínico dos agentes Gram-positivos (Staphylococcus aureus; Enterococcus spp. e Streptococcus pneumoniae).
 
	
Bactérias gram-positivas, particularmente cocos gram-positivos, como Staphylococcus aureus, estafilococos coagulase-negativo e Enterococcus spp. - são patógenos extremamente importantes no ambiente hospitalar. Apesar da complexidade da resistência aos antimicrobianos em gram-negativos, em anos recentes, ter dominado a atenção, novos padrões de resistência em gram-positivos têm surgido, como: resistência à vancomicina em Enterococcus spp. e resistência à oxacilina, em S. aureus na comunidade. Abordaremos neste tópico os principais mecanismos de resistência e o impacto clínico dos patógenos gram-positivos.
1. Staphylococcus aureus
	
	 
	 
	 
O Staphylococcus aureus é considerado um patógeno humano oportunista e freqüentemente está associado a infecções adquiridas na comunidadee no ambiente hospitalar. As infecções mais comuns envolvem a pele (celulite, impetigo) e feridas em sítios diversos.
Algumas infecções por S. aureus são agudas e podem disseminar para diferentes tecidos e provocar focos metastáticos. Episódios mais graves, como bacteremia, pneumonia, osteomielite, endocardite, miocardite, pericardite e meningite, também podem ocorrer.
 
Formas de resistência
A resistência à penicilina foi detectada logo após o início de seu uso na década de 40. Essa resistência era mediada pela aquisição de genes que codificavam enzimas, inicialmente conhecidas como penicilinases, e agora chamadas β-lactamases. Na década de 1950, a produção de penicilinases pelos S. aureus passou a predominar nas cepas isoladas de pacientes hospitalizados.
Em 1960, a meticilina foi lançada no mercado como alternativa terapêutica para cepas produtoras de penicilinase, uma vez que essa droga não sofre ação dessa enzima. Porém, já em 1961, relatos de cepas também resistentes à meticilina passaram a ser descritos e foram identificados os denominados Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (MRSA).
 
Em relação a virulência e resistência bacteriana, recentes estudos demonstram índices de mortalidade significativamente mais altos em pacientes que desenvolvem bacteremia por MRSA, do que por Staphylococcus aureus sensível à meticilina (MSSA). Rubin e colaboradores apontaram índices de mortalidade 2,5 vezes maior nos casos de infecções por MRSA (21%) do que por MSSA (8%).
		Atenção!
MRSA = Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (oxacilina)
MSSA = Staphylococcus aureus sensível à meticilina (oxacilina)
GISA = Staphylococcus aureus com resistência intermediária aos glicopeptídeos
GRSA = Staphylococcus aureus resistente aos glicopeptídeos
	 
Com o surgimento e a disseminação da resistência à meticilina, a opção para o tratamento desse patógeno foram os glicopeptídeos.
Mecanismo de resistência das cepas MRSA
O mecanismo de resistência está relacionado à alteração de proteínas ligadoras de penicilina (PBP), codificada pelo gene mecA e sem relação com a produção de beta-lactamases. A presença da PBP2a faz com que a meticilina e os compostos penicilinase-resistentes tenham baixa afinidade pelo local de ligação na bactéria, a parede celular, e por conseqüência deixem de ser efetivos. O gene mecA é carreado por um elemento genético móvel chamado cassete cromossômico estafilocócico (SCCmec).
Algumas cepas de Staphylococcus aureus apresentam um tipo menos comum de resistência à oxacilina, não relacionado à presença do gene mecA, a resistência bordeline, em que as CIMs de oxacilina estão próximos aos pontos de corte.
O mecanismo de resistência nesses isolados pode ser devido a:
· hiperprodução de β-lactamase: cepas conhecidas como BORSA (borderline oxacillin-resistant S. aureus);
· modificações nas proteínas de ligação de penicilina (PBPs 1, 2 e 4): cepas conhecidas como MODSA (modified penicillin-binding protein S.aureus).
Os glicopeptídeos (vancomicina e teicoplanina) são as drogas clássicas de escolha para o tratamento de infecções causadas por MRSA. Cepas MRSA são sempre resistentes:
· a antibióticos β-lactâmicos;
· a todas as cefalosporinas, inclusive as de quarta geração;
· aos carbapenêmicos, independentemente do resultado obtido no antibiograma.
Outras classes mais recentes de antimicrobianos, como as oxazolidinonas (linezolida) podem ser opções no tratamento de cepas MRSA. Porém são necessários estudos que avaliem a sua eficácia em infecções graves como as bacteremias.
Resistência aos glicopeptídeos
O mecanismo de resistência nessas cepas se dá pela existência de um espessamento importante da parede celular bacteriana do S. aureus, que dificulta a penetração dos glicopeptídeos. Não foi descrito um gene específico, relacionado a essa resistência. Esse mecanismo de resistência ainda não está claro, mas estudos sugerem que esse fenômeno pode ser mediado pelo acúmulo de material ou por alterações na parede celular.
Apesar da classificação de resistência intermediária, essas cepas não respondem clinicamente ao tratamento com vancomicina ou com teicoplanina.
		O primeiro caso de VRSA- Staphylococcus aureus resistente à vancomicina (cepas que apresentam CIM de > ou = 32mcg/ml) foi reportado nos EUA, Michigan, em um paciente de 40 anos, com diabetes e insuficiência renal crônica, e portador de VRE - Enterococo resistente à vancomicina. A presença do gene vanA, nesse VRSA - Staphylococcus aureus resistente à vancomicina, sugere que a resistência pode ter sido adquirida com a troca do material genético do VRE - Enterococo resistente à vancomicina, isolado da mesma amostra.
	 
MRSA adquirido na comunidade
Inicialmente o MRSA foi observado somente em hospitais, mas atualmente está claro que ele pode ser adquirido também na comunidade.
Nos EUA, vários casos de MRSA na comunidade (CA-MRSA) foram relatados no início dos anos 80, mas muitos deles envolviam usuários de drogas, ou indivíduos com doenças de base ou hospitalização prévia.
Em anos recentes, novos relatos surgiram em pacientes (crianças e adultos jovens) com manifestações cutâneas e de partes moles, aparentemente sem contato com hospitais. Esse tipo de resistência, que também é mediado pelo gene MecA, é carreado por um elemento genético móvel conhecido como cassete cromossômico estafilocócico (SCCmec) tipo IV, que é bem menor que os outros tipos de SCCmec que possuem o gene MecA das cepas MRSA de origem hospitalar (HA-MRSA).
Detecção de Resistência em Staphylococcus spp. no Laboratório de Microbiologia
As recomendações do CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute), para detecção de resistência a oxacilina e vancomicina, incluem:
· Teste de sensibilidade por disco difusão;
· Teste com ágar screening para oxacilina;
· Teste com ágar screening para vancomicina e
· Determinação do CIM (concentração inibitória mínima) por método de diluição.
Mecanismo de Resistência aos macrolídeos
		
	A resistência aos macrolídeos e lincosamidas ocorre devido a três mecanismos:
i. Modificações no alvo de ligação no ribossomo: codificado pelo gene ermA ou ermC (erythromycin ribosomal methylase), conferindo resistência cruzada aos macrolídeos, lincosamidas e estreptogramina B (resistência MLSB);
ii. Efluxo ativo: codificado pelo gene mrsA (specific methionine sulfoxide reductase), conferindo resistência aos macrolídeos e estreptogramina B; ou
iii. Inativação da droga.
A resistência MLSB pode ser constitutiva ou induzível, dependendo da exposição aos macrolídeos. Na expressão constitutiva, a resistência à eritromicina e clindamicina é detectada no antibiograma. A forma induzível pode apresentar resistência à eritromicina e falsa sensibilidade à clindamicina.
A detecção da resistência induzível pode ser feita pelo D-teste (disk test), um teste de disco-aproximação. Esse teste envolve a colocação do disco de eritromicina próximo ao disco de clindamicina na placa de antibiograma. Com a difusão da eritromicina através do ágar, a resistência à clindamicina é induzida, resultando em um achatamento da zona de inibição, adjacente ao disco de eritromicina, com a forma da letra D.
2. Enterococcus spp.
	
	 
	 
	 
Enterococcus são bactérias gram-positivas, normalmente encontradas no intestino e no trato genital feminino. Existem 14 espécies descritas de Enterococcus spp., sendo o E. faecalis e o E. faecium as duas que normalmente promovem colonização e infecções em humanos.
E. faecalis= constituem 85 a 90% dos Enterococcus spp. identificados, sendo essa espécie a menos propensa ao desenvolvimento de resistência.
E. faecium= é o menos prevalente, de 5 a 10%, mas apresenta maior propensão ao desenvolvimento de resistência.
A emergência desse patógeno nas últimas duas décadas, entre muitos fatores, se deve em parte à sua resistência intrínseca aos antimicrobianos comumente utilizados, como: aminoglicosídeos, aztreonam, cefalosporinas, clindamicina, oxacilina.
E. faecium é menos sensível aos antimicrobianos beta-lactâmicos do que E. faecalis devido à baixaafinidade das PBPs (proteínas de ligação da penicilina) a esses compostos.
Tipos e Mecanismo de Resistência dos Enterococcus spp.
a) Resistência Intrínseca
· Resistência a penicilinas (oxacilina, meticilina), clindamicina, cefalosporinas e sulfametoxazol/trimetoprim;
· Baixo nível de resistência, em relação a agentes ativos na parede celular: penicilina e vancomicina;
· Baixo nível de resistência aos aminoglicosídeos: estreptomicina CIM usual de 8 a 256mcg/ml; e gentamicina e tobramicina CIM usual de 4 a 128mcg/ml.
b) Resistência Adquirida
· Resistência à ampicilina e penicilina – Não-beta-lactamase-mediada: devido à alteração de PBPs (proteínas de ligadoras de penicilina) - mais freqüente;
· Resistência à ampicilina e penicilina – Beta-lactamase-mediada: a resistência à ampicilina e penicilina também pode ser atribuída à produção de beta-lactamase, descrita quase que exclusivamente para o E. faecalis e atribuída, na maioria dos casos, à aquisição do óperon responsável pela produção de beta-lactamase do Staphylococcus aureus;
· Altos níveis de resistência a aminoglicosídeos (HLAR - High-level Resistance to Aminoglycosides): resistência plasmídio-mediada com a aquisição de novos genes que codificam enzimas que promovem modificações nos aminoglicosídeos.
Resistência à vancomicina
Associada a alterações na parede celular (modificação dos precursores de parede bacteriana impedindo a ligação da droga em seu sítio de ação), pode ser mediada por plasmídio ou cromossomo.
O VRE foi reconhecido em 1988 e é responsável por mais de 20% das infecções enterocócicas nos EUA. No Brasil, foi descrito pela primeira vez em 1996, em Curitiba. Estudos recentes já mostram mais de 15% de resistência à vancomicina em alguns hospitais brasileiros.
A emergência dessa resistência pode estar relacionada ao aumento do uso de vancomicina, nos últimos 20 anos, decorrente da terapêutica das infecções por MRSA.
Principais Fenótipos de Resistência
Os três fenótipos de resistência encontrados são mediados pelos genes VanA, VanB, VanC e os menos freqüentes, VanD e VanE.
· O sinergismo entre ampicilina, penicilina ou vancomicina e um aminoglicosídeo pode ser determinado para Enterococcus spp., desde que realizado o teste para níveis altos de resistência a aminoglicosídeos (gentamicina 500mcg/ml e estreptomicina 1.000/2.000mcg/ml).
		Opções Terapêuticas para VRE
No Brasil, há ainda uma grande predominância de cepas de VRE da espécie faecalis sensíveis a ampicilina e aminoglicosídeos (estreptomicina), e que podem ser tratadas com esses antimicrobianos. Apesar disso, relatos recentes têm demonstrado um aumento na incidência de E. faecium nos hospitais, com um perfil de resistência mais amplo. Quando as infecções são causadas por Enterococcus spp. resistentes aos glicopeptídeos, penicilinas e aminoglicosídeos, as opções se restringem à linezolida e, mais recentemente, às glicilciclinas (tigeciclina).
	
3. Streptococcus pneumoniae
	
	 
	 
	 
Streptococcus pneumoniae é o principal agente etiológico de infecções respiratórias adquiridas da comunidade (otites, sinusites e pneumonias). As pneumonias podem ser acompanhadas de bacteremias, principalmente em pessoas idosas ou muito jovens.
Outras infecções graves como meningite, endocardite, peritonites, osteomielite, artrite séptica são também associadas a esse agente.
		As doenças pneumocócicas são responsáveis por um dos maiores problemas de saúde pública em todo mundo, inclusive no Brasil. Estima-se que nos países em desenvolvimento, o pneumococo seja responsável por mais de um milhão de óbitos em crianças, a maioria por pneumonia. Nos EUA o S. pneumoniae é responsável anualmente por 3000 casos de meningite, 500.000 casos de pneumonia, 50.000 casos de bacteriemias e 7.000.000 casos de otite média.
1967: primeiro relato de diminuição de sensibilidade do Streptococcus pneumoniae à penicilina (PRSP).
Década de 90: aumento da resistência. Alguns países apresentam altas taxas, como México, França, Espanha, EUA e China. No Brasil, as taxas de resistência intermediária estão em torno de 20% e de alta resistência, inferior a 5%.
No Brasil, estudo publicado por Brandileone e colaboradores em 2006, com cepas invasivas de Streptococcus pneumoniae que faziam parte do programa nacional de vigilância epidemiológica nacional revelaram dados interessantes. Foram testadas 6470 cepas de Streptococcus pneumoniae colecionadas no Brasil no período de 1993 a 2004. O número de cepas resistentes à penicilina variou de 10.2 a 27.9%.
Em 1993 havia 9.1% de cepas com resistência intermediária e 1.1% de cepas resistentes e em 2004 estas taxas subiram para 22.0% e 5.9% respectivamente.  A maioria destes isolados era de pacientes menores que cinco anos e pertenciam ao sorotipo 14 que faz parte da vacina conjugada, 7-valente.
De 2000 a 2004 os Streptococcus pneumoniae isolados de meningite mostraram resistências mais altas para cefotaxima (2,6%) comparadas às de não meningite (0,7%).  Outras taxas de resistência foram apontadas no trabalho: sulfametoxazol-trimetroprim (65%), tetraciclinas (4,6%), eritromicina (6,2%), cloranfenicol (1,3%) e rifampicina (0,7%), sendo que nenhuma destas cepas apresentou resistência à levofloxacina.  Em outro estudo, os dados para meningites por Streptococcus pneumoniae, relacionados à sensibilidade à penicilina e ceftriaxone no Brasil, fornecidos pelo Laboratório de Referência Nacional - IAL, ao SINAN – Sistema de Informação Nacional de Agravo de Notificação apontam em 2005 para uma população de 270 isolados estudados uma taxa de 26% de resistência intermediária à penicilina e de 17% de alta resistência a esta droga acompanhada de uma taxa de 4,2% de alta resistência à ceftriaxone.
Mecanismo de Resistência das Cepas S. pneumoniae resistentes à penicilina
A resistência à penicilina resulta de alterações das PBPs, responsáveis pelo alongamento dos fragmentos de peptideoglicano, que estruturam a parede celular.
São definidos dois grupos dos estreptococos resistentes às drogas; PRSP (Penicilin resistant Streptococcus pneumoniae) resistente à penicilina e DRSP (Drug resistant Streptococcus pneumoniae) que é resistente a múltiplas classes, com resistência total ou intermediária à penicilina associada à pelo menos um agente antimicrobiano de outra classe.
Resistência do S. pneumoniae frente a diferentes classes de antimicrobianos
· Penicilina
· Macrolídeos
· Tetraciclina
· Sulfa
· Fluoroquinolonas
· Vancomicina
· Cloranfenicol
Opções terapêuticas em relação ao Streptococcus pneumoniae
O conhecimento dos distintos mecanismos de resistência e sua interpretação clínica-laboratorial é fundamental para a escolha terapêutica mais adequada contribuindo na construção de estratégias locais de utilização das diferentes classes de antimicrobianos.  A interpretação clínica das CIM do S. pneumoniae frente a penicilina sempre deve considerar o sítio de isolamento desta bactéria uma vez que os pontos de corte hoje estabelecidos pelo CLSI são somente para isolados de meningites.
Em 2008 uma nova definição de resistência para penicilina será publicada pelo CLSI para isolamentos do trato respiratório e sangue o que poderá melhorar a comunicação do significado desta resistência quanto a escolha da classe  terapêutica.
A escolha da droga para o tratamento de infecções por Streptococcus pneumoniae está baseada em fatores como:
· Local da infecção;
· Resistência a penicilina e a outros agentes testados;
· Grau de gravidade da doença;
· Farmacocinética e farmacodinâmica da droga;
· Idade do paciente e outros fatores intrínsecos.
O quadro a seguir exemplifica as principais opções terapêuticas para o tratamento de infecções por Streptococcus pneumoniae.
III. Gram-negativos - resistência aos antimicrobianos
		Neste tópico serão estudados os mecanismos de resistência e o impacto clínico dos agentes Gram-negativos.
 1. 
Aminoglicosídeos
A modificação enzimática é o mecanismo mais comum de resistência aos aminoglicosídeos. Este tipo de mecanismo pode resultar em alto grau de resistênciaa estes agentes antimicrobianos. Os genes responsáveis por esta resistência encontram-se geralmente em plasmídios ou transposons. Atualmente, mais de 50 enzimas modificadoras de aminoglicosídeos já foram descritas e classificadas como:
· N-acetiltransferases;
· O-adeniltransferases;
· O-fosfotransferases.
Os aminoglicosídeos contêm em sua estrutura grupos amino ou hidroxila, os quais podem ser modificados pelas enzimas acima, produzidas por isolados bacterianos. Os aminoglicosídeos modificados nestes grupamentos perdem a habilidade de se ligar ao ribossomo e, consequentemente, de inibir a síntese protéica bacteriana.
Outros mecanismos de resistência aos aminoglicosídeos como alteração no sítio de ação (subunidade 30S do RNA ribossomal) e alterações na permeabilidade da membrana celular externa também são descritos.
Implicações terapêuticas da resistência aos aminoglicosídeos
		 
	Na prática clínica, a presença de resistência aos aminoglicosídeos leva à perda de sinergismo com β-lactâmicos para tratamento de infecções por gram-negativos, não produzindo efeito bactericida.
Adicionalmente, já foram descritas amostras de P. aeruginosa contendo genes que codificam metalo-β-lactamases adjacentes a determinantes de 6´-N-acetiltransferases.
	
2. Quinolonas
A resistência às quinolonas está associada a alguns mecanismos de resistência, como:
· Alteração de permeabilidade e hiperexpressão de bombas de efluxo;
· Alterações do sítio de ação (topoisomerases);
· Resistência mediada por plasmídeos;
· Alteração enzimática da molécula do antimicrobiano.
A alteração de permeabilidade e efluxo são comuns a outras classes antimicrobianas e serão discutidos em tópicos subseqüentes.
Mutações das Topoisomerases Bacterianas
		As quinolonas inibem a ação da DNA girase e topoisomerase IV, impedindo a replicação do DNA bacteriano. A resistência a estes antimicrobianos é adquirida por mutações espontâneas em genes cromossômicos, levando a alterações no sítio de ação (topoisomerases).
Esta resistência ocorre gradualmente e de maneira acumulativa, ou seja, mutações simples no sítio principal de ação da droga são associadas a moderados graus de resistência, enquanto mutações adicionais no sítio primário e/ou secundário levam a alto grau de resistência. Em E. coli e P. aeruginosa, a maioria das mutações ocorre em uma pequena porção do principal alvo de ação das quinolonas, o gene gyrA. Essa parte do gene é denominada região determinante de resistência às quinolonas (Quinolone Resistance Determinant Region –QRDR).
Resistência mediada por plasmídeos
Durante algum tempo, acreditava-se que a resistência às quinolonas fosse somente mediada por genes cromossomais. Porém, a descrição de um plasmídeo, pMG252, presente em uma amostra de Klebsiella pneumoniae também produtora de beta-lactamase de espectro estendido (ESBL), isolada na urina de um paciente hospitalizado nos Estados Unidos, em 1998, mudou este conceito. O produto do gene qnr é uma proteína, Qnr, que protege a DNA girase (mas não a topoisomerase IV) da inibição pela ciprofloxacina. Este mecanismo, além de ser pouco freqüente, confere baixos níveis de resistência ao ácido nalidíxico e à ciprofloxacina.
Implicações terapêuticas
		
	A emergência de resistência a fluoroquinolonas tem implicações no tratamento de infecções hospitalares e comunitárias. As enterobactérias são patógenos frequentemente associados a infecções do trato urinário, comunitárias, e pneumonias associadas à assistência à saúde. A emergência de mutantes resistentes de K. pneumoniae durante tratamento com ciprofloxacina já foi descrita, podendo levar à falha terapêutica.
Isolados de N. gonorrheae com CIMs elevados para quinolonas já foram descritos, associados a mutações nos sítios de ação destes antimicrobianos. Nestes casos, os β-lactâmicos (cefalosprinas de 3ª geração) podem ser alternativas terapêuticas.
Amostras de Salmonella spp. resistentes às fluoroquinolonas já foram descritas, associadas a ambos os mecanismos: alterações em topoisomerases e aquisição do gene qnr.
Em amostras sensíveis às fluoroquinolonas pelo antibiograma, a resistência ao ácido nalidíxico pode funcionar como marcador de possível resistência às fluoroquinolonas. Casos de falha terapêutica com ciprofloxacina, para tratamento de febre tifóide, foram identificados. Nestes, inicialmente o patógeno era resistente in vitro, apenas ao ácido nalidíxico.
O ácido nalidíxico é um marcador de mutações simples no gene gyrA. Portanto, a utilização de fluoroquinolonas no tratamento de infecções causadas por amostras resistentes in vitro ao ácido nalidíxico, mas sensíveis à ciprofloxacina, deve ser cautelosa, já que pode ocorrer fallha terapêutica devido à aquisição de uma segunda mutação no gene gyrA ou no parC.
3. β-lactâmicos
Três mecanismos básicos de resistência aos ß-lactâmicos têm sido descritos:
· Alteração do sítio de ligação, que no caso seriam as proteínas ligadoras de penicilina (PBPs);
· Alteração da permeabilidade da membrana externa bacteriana e
· Degradação da droga através da produção de b-lactamases.
Alteração do sítio de ação
A alteração de PBPs é o principal mecanismo de resistência bacteriana aos ß-lactâmicos nos cocos Gram-positivos e em algumas bactérias fastidiosas Gram-negativas, como a Neisseria gonorrhoeae. Apesar de já ter sido demonstrado em amostras de Haemophilus influenzae e P. aeruginosa, esse mecanismo é raro em bacilos Gram-negativos.
Alteração da permeabilidade da membrana externa bacteriana
A dificuldade de penetrar pela membrana externa é um dos poucos mecanismos de resistência bacteriana no qual uma alteração estrutural pode conferir resistência a diversas classes de antimicrobianos. A impermeabilidade da membrana externa ocorre quando bactérias mutantes passam a não produzir os habituais canais da membrana externa bacteriana (porinas), locais por onde penetram os ß-lactâmicos. Este mecanismo de resistência é mais comumente observado entre amostras de P. aeruginosa.
Produção de ß-lactamases
As ß-lactamases são enzimas que catalisam a hidrólise do anel ß-lactâmico, impossibilitando a atividade antimicrobiana. A resistência ao antimicrobiano ß-lactâmico irá depender da:
· quantidade de enzima produzida;
· habilidade dessa enzima em hidrolisar o antimicrobiano em questão;
· velocidade com que o ß-lactâmico penetra pela membrana externa.
Nas bactérias Gram-positivas, as ß-lactamases são secretadas para o meio extracelular e são menos ativas do que as beta-lactamases produzidas pelas bactérias Gram-negativas. Nestas, as beta-lactamases encontram-se estrategicamente situadas no espaço periplasmático, podendo alcançar maiores concentrações e agir de modo mais eficaz sobre os antimicrobianos ß-lactâmicos que atravessam o espaço periplasmático para alcançar as PBPs.
	
Ação do ß-lactâmico sobre a bactéria gram-positiva e gram-negativa:
na bactéria gram-negativa, a parede bacteriana dificulta o acesso do ß-lactâmico ao seu sítio de ação (que se localiza na membrana celular). As ß-lactamases ficam dispersas fora da célula bacteriana nas gram-positivas, enquanto que se concentram no espaço periplasmático nas gram-negativas, onde atuam sobre os ß-lactâmicos de maneira mais eficaz.
β-lactamases de espectro estendido (ESBLs)
ESBLs (β-lactamases de espectro estendido) são β-lactamases da classe A ou D que possuem algumas características específicas, como:
· presença de sítio ativo-serina;
· capacidade de hidrolizar cefalosporinas de amplo espectro;
· inibição in vitro por inibidores de β-lactamases como ácido clavulânico, sulbactam e tazobactam.
Os genes de codificam estas enzimas estão geralmente contidas em plasmídios, os quais podem ser transferíveis entre bactérias da mesma espécie ou de gêneros/espécies diferentes. As ESBLs são mais freqüentes entre amostras clínicas de enterobactérias, especialmente K. pneumoniae e E. coli.
As ESBLs provavelmente surgiram a partir de mutações na estrutura de β-lactamases com menor atividade hidrolítica. Estas mutações alteram a configuração e as propriedadesdo sítio ativo da enzima, tornando-as capazes de hidrolisar antimicrobianos como ceftazidima, ceftriaxona, e cefotaxima. Há vários tipos de ESBLs, provenientes das famílias TEM, SHV, CTX-M, OXA, PER, GES, VEB, BES, TLA.
		
	β-lactamases de espectro estendido (ESBLs)
Apesar destas enzimas terem sido identificadas em várias espécies bacterianas, incluindo P. aeruginosa e Enterobacter spp., o documento do CLSI preconiza a realização do teste fenotípico pelos laboratórios de rotina apenas em algumas situações, como:
· todos os isolados de K. oxytoca, K. pneumoniae e E. coli, independente do sítio de infecção e
· isolados de Proteus mirabilis, provenientes de sítios estéreis de infecção, como sangue e liquor.
A partir da identificação destas espécies, pelo laboratório de microbiologia, o antibiograma contempla automaticamente testes para a possível presença destas enzimas. Estes testes, realizados pelos laboratórios de rotina, dividem-se em:
· Testes de triagem para ESBL e
· Testes confirmatórios para ESBL.
O teste confirmatório baseia-se no fato destas enzimas serem inibidas in vitro pelo ácido clavulânico. O teste é considerado positivo se houver aumento da zona de inibição de uma ou mais cefalosporinas de amplo espectro na presença do ácido clavulânico.
		Caso ambos os testes, triagem e confirmatório, sejam positivos para a presença de ESBL, a amostra é reportada como resistente a todas as cefalosporinas, penicilinas e monobactâmicos.
Implicações terapêuticas
A utilização clínica de antimicrobianos, para infecções causadas por isolados clínicos produtores de ESBL, é baseada em estudos in vitro, relatos de caso, estudos retrospectivos e prospectivos observacionais. Entretanto, faltam resultados de ensaios clínicos randomizados controlados que indiquem, dentre os antimicrobianos disponíveis, a melhor opção para tratamento de infecções causadas por estes microrganismos multirresistentes.
		 
	β-lactamases de espectro estendido (ESBLs)
Estas enzimas hidrolisam todos os β-lactâmicos, à exceção dos carbapenems e cefamicinas. A cefoxitina não é uma cefalosporina, e sim uma cefamicina. É importante esclarecer que, apesar destas amostras apresentarem sensibilidade in vitro à cefoxitina, a sua utilização para tratamento de infecções por ESBL não é recomendada, devido à possibilidade de falha terapêutica.
Apesar das ESBLs não hidrolisarem a cefoxitina, isolados clínicos produtores de ESBL podem se tornar resistentes a estes agentes por outros mecanismos, como a produção concomitante de β-lactamases do grupo 1 (AmpC) e/ou da perda de porinas, com conseqüente diminuição de permeabilidade de membrana externa. Portanto, o relato de ESBL pelo laboratório de rotina representa, na prática clínica, a impossibilidade de utilização de quaisquer β-lactâmicos, à exceção dos carbapenems, para o tratamento de infecções causadas por este microrganismo.
Outras classes de antimicrobianos não β-lactâmicos, como aminoglicosídeos e fluoroquinolonas, não sofrem hidrólise por esta enzima e podem ser alternativas terapêuticas. Entretanto, como amostras produtoras de ESBL também podem carrear outros mecanismos de resistência, sendo geralmente resistentes a estas outras classes de antimicrobianos, a sua utilização vai depender do resultado obtido pelos testes de sensibilidade (antibiograma).
		A tigeciclina apresenta atividade contra a maioria dos bacilos gram-negativos, à exceção de P. mirabilis e P. aeruginosa, e pode ser uma opção de tratamento, pois sua atividade não é afetada pela produção de ESBLs e/ou β-lactamases cromossômicas.
Embora os inibidores de β-lactamases apresentem atividade in vitro contra ESBL, a utilização destes compostos como opção terapêutica para tratamento de infecções causadas por estes microrganismos não está bem estabelecida. Há indícios de que estes inibidores possam não ser ativos frente a amostras clínicas hiperprodutoras de alguns tipos de ESBL. Adicionalmente, isolados clínicos produtores de ESBL podem possuir outros mecanismos de resistência, como perda de porinas, contra os quais os inibidores de β-lactamases podem ser ineficazes.
Portanto, diante de um resultado de ESBL liberado pelo laboratório de rotina, deve-se descartar a utilização de qualquer β-lactâmico, à exceção dos carbapenems (imipenem, meropenem, ertapenem). Outras classes de antimicrobianos podem ser utilizadas, dependendo do resultado in vitro dos testes de sensibilidade.
Produtores de β-lactamases AmpC
As amostras bacterianas pertencentes aos gêneros Citrobacter, Enterobacter, Morganella, Serratia e isolados de Proteus vulgaris são reconhecidamente produtores de β-lactamases AmpC (Grupo 1 de Bush, Jacoby e Medeiros). Estas enzimas são codificadas pelo gene ampC, e sua produção pode ser induzida quando estes isolados clínicos são expostos a agentes β-lactâmicos. A hiperprodução desta enzima pode acarretar hidrólise de cefalosporinas, como ceftazidima e ceftriaxona, ocasionando falência terapêutica durante tratamento com estes agentes. As cefalosporinas de quarta geração e os carbapenems são mais estáveis à hidrólise pela AmpC.
Implicações terapêuticas
O documento do CLSI não preconiza nenhum teste fenotípico específico para detecção de amostras produtoras de AmpC. Entretanto, amostras de Enterobacter, Citrobacter e Serratia podem desenvolver resistência durante terapias prolongadas com cefalosporinas de terceira geração.
O mesmo CLSI refere que isolados clínicos, inicialmente sensíveis aos testes, podem tornar-se resistentes dias após o início da terapêutica antimicrobiana. Portanto, é recomendado solicitar novas culturas após o início do tratamento, para acompanhar a evolução do perfil de sensibilidade destas enterobactérias, pois a hiperprodução de AmpC pode implicar em resistência às cefalosporinas de primeira, segunda e terceira gerações. Como opções terapêuticas, podem ser utilizadas cefalosporinas de quarta geração, carbapenems, quinolonas e aminoglicosídeos, quando sensíveis pelo antibiograma.
4. Carbapenens
A resistência aos carbapenens em microrganismos Gram-negativos pode ser decorrente de:
· Diminuição da permeabilidade da membrana externa aos antimicrobianos, pela perda ou expressão reduzida de proteínas de membrana externa;
· Hiperexpressão de bombas de efluxo, que reduzem a concentração de antimicrobiano no interior das células;
· Produção de enzimas (β-lactamases) que degradam os carbapenems.
		 
	Diminuição da permeabilidade da membrana externa
A diminuição da permeabilidade da membrana externa aos carbapenems e outros antimicrobianos pode ocorrer pela perda ou expressão reduzida de proteínas de membrana externa (porinas), geralmente associadas à β-lactamases com baixa afinidade aos carbapenens.
Hiperexpressão de bombas de efluxo
Em bactérias Gram-negativas, o sistema de efluxo tipicamente possui três componentes:
· uma bomba de efluxo, situada na membrana interna ou citoplasmática;
· uma proteína formadora do canal extrusor na membrana externa (OMP);
· uma proteína de fusão (MFP) que liga estes dois componentes.
O sistema RND-MFP-OMP possui um amplo espectro, expulsando da célula bacteriana substratos como antimicrobianos, anti-sépticos, desinfetantes, desempenhando um importante papel na resistência intrínseca e adquirida de vários patógenos Gram-negativos. Estes sistemas são codificados por genes cromossomais e sua expressão está sob o controle de genes reguladores.
Uma mutação ou mesmo uma deleção nos genes reguladores pode resultar em hiperexpressão dos sistemas de efluxo e, conseqüentemente, na extrusão de antimicrobianos em níveis elevados, impedindo-os, assim, de atingirem seu sítio de ação. Uma vez que os genes que codificam esses sistemas de efluxo são principalmente constitutivos, existe a possibilidade de qualquer microrganismo desenvolver este fenótipo de resistência.
Além de conferir resistência a β-lactâmicos, os sistemas de efluxo podem contribuir para a resistência intrínseca e adquirida de Gram-negativos a outros antimicrobianos, como tetraciclinas, fluoroquinolonas,cloranfenicol, e eritromicina.
		O sistema de efluxo é um mecanismo comum dentre isolados de Gram-negativos, e a sua hiperexpressão associada a outros mecanismos pode contribuir para um fenótipo de multirresistência, restringindo as opções terapêuticas.
Produção de enzimas (β-lactamases) que degradam os carbapenems
Dentre as carbapenemases, as enzimas conhecidas como metalo-β-lactamases (MβLs) são as mais freqüentes. As MβLs são β-lactamases pertencentes à classe B de Ambler ou à classe 3 de Bush-Jacoby, que hidrolisam todos beta-lactâmicos comercialmente disponíveis, à exceção do aztreonam.
As MβLs apresentam a mesma estrutura tridimensional (abba) e necessitam de dois íons divalentes, usualmente zinco, como co-fator para atividade catalítica. Adicionalmente, estas enzimas são inibidas in vitro por EDTA e compostos derivados do ácido tiolático (ex.: ácido 2-mercaptopropiônico) e não são inibidas por inibidores de serino-β-lactamases disponíveis comercialmente, como o ácido clavulânico, o sulbactam e o tazobactam.
Estas enzimas são produzidas intrinsecamente por alguns microorganismos, tais como Stenotrophomonas maltophilia, Bacillus cereus, Chryseobacterium meningosepticum, C. indologenes, Legionella gormanii, Caulobacter crescentus  e Aeromonas spp.
		Metalo-β-lactamases têm sido identificadas em patógenos clinicamente importantes, como Pseudomonas, Acinetobacter e membros da família Enterobacteriaceae. Por localizarem-se em estruturas genéticas, que conferem mobilidade aos genes, estes determinantes de resistência são conhecidos como as MβL móveis ou MβL adquiridas. Este mecanismo é muito improtante e determina resistência aos carbapenens (imipenem, meropenem)
Atualmente, são conhecidas quatro sub-classes de MβLs adquiridas: IMP, VIM, SPM, e GIM.
As MβL adquiridas são codificadas por genes localizados tanto no cromossomo quanto no plasmídio bacteriano. No entanto, com exceção da enzima SPM-1, as demais MβL adquiridas são codificadas por genes localizados em integrons.
		As MβL adquiridas, mais comuns em nosso meio, são as SPM. A primeira amostra de SPM-1 ("São Paulo Metalo-b-lactamase") foi identificada em uma amostra de P. aeruginosa de um paciente hospitalizado no Hospital São Paulo/UNIFESP. O gene SPM parece estar especificamente relacionado à P. aeruginosa, pois o mesmo não foi descrito até o momento em outras espécies bacterianas. Além da enzima SPM, recentemente foi descrita no Brasil a aquisição do gene blaIMP-1 em amostras de K. pneumoniae, identificadas em dois hospitais na cidade de São Paulo. Esta descrição corrobora a importância deste gene de resistência em nosso meio, assim como a mobilidade e/ou surgimento do mesmo em diferentes espécies bacterianas.
Implicações terapêuticas
A aquisição de genes codificadores de MβLs representa a diminuição de sensibilidade aos β-lactâmicos, incluindo carbapenems, e impossibilitando a sua utilização como opção terapêutica. Estas enzimas possuem um amplo espectro de atividade contra a maioria dos β-lactâmicos, e conferem altos níveis de resistência aos carbapenems. Embora o aztreonam apresente sensibilidade in vitro a amostras produtoras de MβLs, não há estudos suficientes que justifiquem a utilização deste antimicrobiano nestes casos.
O CLSI não contempla, até o momento, testes in vitro para identificação rotineira de cada mecanismo de resistência associado à diminuição de sensibilidade aos carbapenens. Portanto, o laudo do antibiograma indicará apenas resistência à imipenem, e/ou meropenem, e/ou ertapenem. Entretanto, independente do mecanismo de resistência, o relato de resistência in vitro aos carbapenems indica a impossibilidade de utilização dos mesmos. Dentre as opções terapêuticas disponíveis, estão as fluoroquinolonas e polimixinas, que podem ser utilizadas dependendo do resultado dos testes de sensibilidade.
		 
	A atividade da tigeciclina não é influenciada pela produção de MβLs. Entretanto, embora a tigeciclina apresente atividade in vitro contra Acinetobacter spp. e Stenotrophomonas maltophilia este antimicrobiano apresenta baixa atividade contra P. aeruginosa. Portanto, ele não é recomendado para tratamento de infecções causadas por P. aeruginosa, independente da sensibilidade da amostra aos carbapenens.