Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

13
Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009 ISSN 00755222 / Depósito legal 196202ZU39 Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae Extended Spectrum Betalactamase Detection in Enterobacteriaceae Family Strains Perozo Mena, Armindo José 1 y Castellano González, Maribel Josefina 2 1 Escuela de Bioanálisis. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia. Centro de Referencia Bacteriológica. Servicio Autónomo Hospital Universitario de Maracaibo. E-mail: [email protected]; [email protected]; 2 Escuela de Bioanálisis. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia. E-mail [email protected]; [email protected] Resumen La alta incidencia de las enfermedades infecciosas y el surgimiento de enterobacterias resis- tentes a los antibióticos representan un gran problema actualmente, siendo las cepas productoras de Betalactamasas de Espectro Extendido (BLEE) un ejemplo de este fenómeno. A fin de determi- nar la producción de BLEE en cepas pertenecientes a la familia Enterobacteriaceae aisladas en el Centro de Referencia Bacteriológica del Servicio Autónomo del Hospital Universitario de Maracai- bo, durante el periodo enero 2006-diciembre 2007, se analizaron 3883 enterobacterias distribui- das en 14 especies diferentes. Para la detección de BLEE se utilizó como método preliminar el de Kirby-Baüer, siguiendo los lineamientos del CLSI; adicionalmente se utilizaron pruebas confirma- torias como sinergia del doble disco, el método del disco combinado y el método de E-Test ESBL. Del total de enterobacterias estudiadas 951 (24,49%) fueron productoras de BLEE. K. oxytoca (43,33%), K. pneumoniae (40,10%), y Enterobacter cloacae (31,54%), fueron los microorganis- mos con mayor producción de BLEE. Al correlacionar la producción de BLEE con el servicio de atención del paciente, se encontró asociación estadísticamente significativa (p<0,05) entre la pro- ducción de BLEE y las UCI. Estos resultados reflejan el uso excesivo de antibióticos, lo que trae como consecuencia la aparición y diseminación de la resistencia. Palabras clave: Enterobacterias, Betalactamasas de Espectro Extendido, Resistencia, BLEE. K asmera 37(1): 25 - 37, 2009 Recibido: 20-11-08 / Aceptado: 06-05-09

Transcript of Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Page 1: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009ISSN 00755222 / Depósito legal 196202ZU39

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendidoen cepas de la familia Enterobacteriaceae

Extended Spectrum Betalactamase Detection

in Enterobacteriaceae Family Strains

Perozo Mena, Armindo José1

y Castellano González, Maribel Josefina2

1Escuela de Bioanálisis. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia.Centro de Referencia Bacteriológica. Servicio Autónomo Hospital

Universitario de Maracaibo. E-mail: [email protected];[email protected];

2Escuela de Bioanálisis. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia.E-mail [email protected]; [email protected]

Resumen

La alta incidencia de las enfermedades infecciosas y el surgimiento de enterobacterias resis-tentes a los antibióticos representan un gran problema actualmente, siendo las cepas productorasde Betalactamasas de Espectro Extendido (BLEE) un ejemplo de este fenómeno. A fin de determi-nar la producción de BLEE en cepas pertenecientes a la familia Enterobacteriaceae aisladas en elCentro de Referencia Bacteriológica del Servicio Autónomo del Hospital Universitario de Maracai-bo, durante el periodo enero 2006-diciembre 2007, se analizaron 3883 enterobacterias distribui-das en 14 especies diferentes. Para la detección de BLEE se utilizó como método preliminar el deKirby-Baüer, siguiendo los lineamientos del CLSI; adicionalmente se utilizaron pruebas confirma-torias como sinergia del doble disco, el método del disco combinado y el método de E-Test ESBL.Del total de enterobacterias estudiadas 951 (24,49%) fueron productoras de BLEE. K. oxytoca

(43,33%), K. pneumoniae (40,10%), y Enterobacter cloacae (31,54%), fueron los microorganis-mos con mayor producción de BLEE. Al correlacionar la producción de BLEE con el servicio deatención del paciente, se encontró asociación estadísticamente significativa (p<0,05) entre la pro-ducción de BLEE y las UCI. Estos resultados reflejan el uso excesivo de antibióticos, lo que traecomo consecuencia la aparición y diseminación de la resistencia.

Palabras clave: Enterobacterias, Betalactamasas de Espectro Extendido, Resistencia,BLEE.

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Recibido: 20-11-08 / Aceptado: 06-05-09

Page 2: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Abstract

The high incidence of infectious diseases and the rise of antibiotic-resistant enterobacteriarepresent a great medical problem today, and the Extended Spectrum Betalactamase (ESBL)-pro-ducing strains are an example of this phenomenon. In order to determine the production of ESBLin strains pertaining to the Enterobacteria family, isolated in the Bacteriological Reference Centerat Maracaibo’s University Hospital from January 2006-December 2007, 3883 strains of entero-bacteria were analyzed, distributed among 14 different species. To detect ESBL, the Kirby-Baüertest was used as a preliminary method, following the CLSI guidelines; additionally, confirmatorytests such as double disc synergy, the combined disc and E-test ESBL methods were used. Of all theenterobacteria studied, 951 (24.49%) were ESBL producers. K. oxytoca (43.33%), K. pneumoniae(40.10%), and Enterobacter cloacae (31.54%) were the microorganisms with greater ESBL produc-tion. When correlating ESBL production with the patient services, a statistically significant asso-ciation (p0.05) between ESBL production and the ICU was detected. These results reflect that ex-cessive antibiotic use produces the appearance and dissemination of resistance.

Key words: Enterobacteriaceae, Extended Spectrum Betalactamase, Resistance, ESBL.

Introducción

La alta incidencia de las enfermedadesinfecciosas causadas principalmente por en-terobacterias, así como, el surgimiento decepas resistentes y multiresistentes a los an-tibióticos, son elementos que constituyenuno de los mayores problemas de la medici-na actual y futura, ya que estos factores difi-cultan el tratamiento de las enfermedadesinfecciosas y deterioran la calidad de vidadel individuo.

Entre los antimicrobianos más amplia-mente utilizados se encuentran los betalactá-micos. Se clasifican en relación a su estructu-ra nuclear común: el anillo Betalactámicoque posee similitud estructural con los sitiosde unión de los substratos bacterianos, lo quele permite unirse e inactivar las transpeptida-sas, carboxipeptidasas y endopeptidasas ne-cesarias para la síntesis del peptidoglucanode la pared celular. Entre estos se encuen-tran: la penicilina, las cefalosporinas, los car-bapenémicos y los monobactámicos, los cua-les continúan siendo objeto de modificacio-

nes bioquímicas dirigidas a modular su acti-vidad antimicrobiana (1).

A pesar de que los antibióticos betalac-támicos fueron muy eficaces cuando se co-menzaron a utilizar, años después de la salidaal mercado de la penicilina, se presentaronlos primeros casos de resistencia al antibióti-co por algunas bacterias que hidrolizaban elanillo betalactámico, a través .de la produc-ción de enzimas denominadas betalactama-sas (1), estas enzimas han evolucionado a lolargo del tiempo por lo que en la actualidadencontramos un gran número de enzimasdistribuidas en una gran variedad de micro-organismos de diferentes géneros y especies.

Las Betalactamasas son el principal me-canismo de resistencia bacteriana a los anti-bióticos betalactámicos. Estas son enzimascatalíticas de naturaleza proteica cuya pro-ducción está controlada por un gen, bien seacromosómico o transferido por plásmidos otransposones, actúan rompiendo el enlaceamídico del anillo betalactámico, previaunión al grupo carboxilo, lo que provoca queel antibiótico pierda la capacidad de unirse a

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

26 Perozo Mena y Castellano González

Page 3: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

las Proteínas Ligadoras de Penicilina o(PBP); la producción de estas enzimas puedeser constitutiva o inducida (2).

La resistencia a antibióticos betalactá-micos puede atribuirse a diferentes mecanis-mos como, disminución de la permeabilidaddel antibiótico por alteración de porinas pre-sentes en la membrana celular de la bacteria,modificación química del sitio de acción delantibiótico como la alteración de las PBP y elfenómeno de tolerancia (2-4). Sin embargo,el mecanismo más frecuente e importantedesde el punto de vista terapéutico en bacilosGram negativos, es la resistencia bioquímicadebida principalmente a la producción de en-zimas betalactamasas (4;5).

Las betalactamasas de espectro expan-dido (BLEE), son enzimas derivadas por mu-taciones de las betalactamasas clásicas delgrupo 2b de la clasificación de Bush (6); seencuentran codificadas en plásmidos conju-gativos, lo cual facilita su diseminación, nosólo entre distintas cepas de la misma espe-cie, sino también entre bacterias de distintosgéneros y grupos. Además de su codificaciónplasmídica, las BLEE forman parte frecuen-temente de transposones o integrones lo cualdetermina su asociación con otros determi-nantes genéticos de resistencia transferibles,como los que confieren resistencia a los ami-noglicósidos o al cotrimoxazol (7). Los dife-rentes tipos de BLEE confieren un grado deresistencia muy variable, la intensidad de hi-drólisis de un determinado antibiótico difieresegún las cepas consideradas, pudiendo in-cluso no tener efecto fenotípicamente detec-table en algunos casos en los que únicamentetiene lugar un aumento de la concentracióninhibitoria mínima (CIM), permaneciendoen el intervalo de sensibilidad (8;9).

El primer aislamiento de BLEE se obtu-vo a partir de una cepa de K. ozaenae, y reci-bió el nombre de SHV-2. De forma práctica-

mente simultánea se describieron las Cefota-ximasas, aisladas de una cepa de E. coli y Sal-

monella sp; este tipo de enzima en particular,se encuentra fundamentalmente en cepas deS. enterica, S. thyphimurium y E. coli, enotras enterobacterias como, K. pneumoniae yP. mirabilis, y en otros Gram negativos comoA. baumannii, A. hydrophila y V. cholerae.

La prevalencia de cepas productoras deBLEE no ha cesado de aumentar en una am-plia gama de bacterias Gram positivas yGram negativas, dentro de estas últimas, mu-chas especies pertenecientes a la familia En-

terobacteriaceae, especialmente K. pneumo-

niae y E. coli, que son responsables de infec-ciones nosocomiales graves, habitualmenteen pacientes críticos; aunque naturalmentepueden producirse también infecciones demenor gravedad (10).

El perfil de multiresistencia antibióticaque expresan estas cepas ocasiona, especial-mente, en el ámbito hospitalario, un proble-ma terapéutico de notables dimensiones, yaque las BLEE confieren resistencia a las cefa-losporinas de tercera generación y al aztreo-nam (11) y las cepas con estas enzimas, confrecuencia expresan también resistencia aotros grupos de antimicrobianos, incluidoslos aminoglucósidos, quinolonas y cotrimo-xazol (7). Los genes que codifican las BLEE ylos que codifican la resistencia a otros anti-microbianos, pueden residir en el mismoplásmido conjugativo y se transmiten juntosde un microorganismo a otro, confiriendo elperfil de resistencia antibiótica múltiple.Esto permite la amplia distribución de la re-sistencia a los antibióticos y afecta seriamen-te los tratamientos.

Actualmente, diversas investigacioneshan demostrado que un (38,80%) de K.

pneumoniae y un (19,23%) de E. coli son pro-ductoras de BLEE (8;9;12;13). Sin embargoson pocos los datos que permiten conocer la

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 27

Page 4: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

frecuencia de otras enterobacterias produc-toras de BLEE en la ciudad de Maracaibo, poreste motivo se inició un estudio cuyo objetivofue determinar la producción de BLEE de lafamilia Enterobacteriaceae aisladas en elCRB-SAHUM, durante el periodo Enero2006 - Diciembre 2007.

Material y Método

Se realizó la determinación de BLEE a3883 enterobacterias aisladas de los cultivosprocesados en el CRB-SAHUM durante Enero2006 – Diciembre 2007. Para la detección deBLEE se utilizaron los siguientes métodos;aproximación del doble disco (8;12;14-17), elmétodo del disco combinado (12;17-20), y elmétodo E-Test ESBL (AB-Biodisk) (12;20;21).

A todas las cepas incluidas en la investi-gación se les realizaron pruebas de suscepti-bilidad mediante el método de Baüer-Kirby(22), siguiendo los lineamientos del CLSI(17;23). La selección inicial de las cepas pro-ductoras de BLEE se realizó mediante los cri-terios del CLSI (17), para ello se utilizarondiscos de cefpodoxima (CPD) de 10µg; cefta-zidima (CAZ) 30 µg: aztreonam (ATM) 30µg;ceftriaxona (CRO) 30µg y cefotaxima (CTX)30 µg; si el resultado del antibiograma indi-caba un halo de inhibición � 17mm paraCPD; � 22 para CAZ; � 27 para ATM; � 25para CRO o � 27 para CTX, se consideraba ala cepa probable productora de BLEE (17). Atoda cepa sospechosa de producir BLEE se leconfirmó la producción mediante el métododel doble disco, E-test y disco combinado.

Para el método de sinergia del doble dis-co (24), se utilizó una placa de Agar MuellerHinton (MH) y se inoculó con una suspen-sión bacteriana preparada de igual maneraque en el método de difusión del disco enagar, sobre esta se colocaron discos de CTX,CAZ, CRO, CPD y ATM a 20 mm de centro a

centro de un disco central de amoxicili-na/ácido clavulánico (AMC), esta placa se in-cubó a 35°C + 1°C por 18-24h, posteriormen-te se realizó la lectura y una zona de inhibi-ción agrandada o distorsionada alrededor deldisco de (AMC) indicativo de sinergia entre elacido clavulánico y cualquiera de los cuatroantibióticos probados, fue tomado como evi-dencia de producción de BLEE (20;24).

Para el método del disco combinado(19) se utilizaron discos de papel de filtro im-pregnados con CAZ (30µg) y CTX (30µg) y uninhibidor suicida de betalactamasas, como elácido clavulánico (10µg). La confirmación ono de la producción de BLEE, se realiza mi-diendo el diámetro de inhibición producidoen este disco, el cual debería ser superior a5mm o más, en comparación con el halo deinhibición mostrado por el microorganismocuando el antimicrobiano es usado indivi-dualmente (sin la adición de ácido clavuláni-co) (8;19).

Para el método de E-Test (AB-Biodisk),se utilizaron tiras de material no poroso quecontienen el antimicrobiano en estudio y sucombinación con acido clavulánico en ungradiente decreciente de concentración; paraeste método, se preparó un inóculo estanda-rizado igual al utilizado en el método de difu-sión del disco en agar y se inocularon las pla-cas de agar Mueller Hinton. Seguidamente,se procedió a colocar dos tiras de E-TestESBL; una con la combinación de CAZ yCAZ/ácido clavulánico con rangos de CIM de32-0,50 µg/ml y de 4-0,064 µg/ml respecti-vamente; mientras que la otra contenía CTXy CTX/acido clavulánico con rango de16-0,25 µg/ml y 1-0,016 µg/ml. La CIM estu-vo determinada en el punto donde la elipsede inhibición del crecimiento intercepta laescala de la tira. Para confirmar la produc-ción de BLEE, se obtuvo la razón de dividir laCIM del antimicrobiano solo, entre la CIM

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

28 Perozo Mena y Castellano González

Page 5: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

del antimicrobiano combinado con el AcidoClavulánico; si esta razón es mayor o igual a8, se confirma la producción de BLEE (8;18).

del antimicrobiano combinado con el AcidoClavulánico; si esta razón es mayor o igual a8, se confirma la producción de BLEE (8;18).

Para el control de calidad de las pruebasde susceptibilidad se utilizaron las siguientescepas de E. coli ATCC 35218, ATCC 25922;además se utilizó una cepa K. pneumoniae

CRB-2544R, BLEE positiva.Para la determinación de los porcenta-

jes de resistencia y sensibilidad; así como losperfiles de susceptibilidad antimicrobiana,los resultados de los antibiogramas y otraspruebas de susceptibilidad, se utilizó el pro-grama WHONET (World Health Organiza-tion. Net. Versión 5.4). Para el análisis esta-dístico de los resultados se realizaron prue-bas de independencia, utilizando para ellocomo estadístico de prueba el Chi-Cuadrado(X2) de Pearson, con un nivel de significanciade 95% (� = 0.05), utilizando el programaSPSS® para Windows (versión 11.0).

Resultados

Se analizaron un total de 3883 cepas bac-terianas, pertenecientes a la Familia Entero-

bacteriaceae. Las cepas estuvieron distribui-das de la siguiente manera: 1761 cepas de E.

coli (45,35%), 970 K. pneumoniae (24,99%),447 E. cloacae (11,51%), 277 P. mirabilis

(7,13%), 158 M. morganii (4,06%), 60 K.

oxytoca (1,54%), 43 E. aerogenes (1,10), 38 C.

freundii (0,99%), 34 P. vulgaris (0,88%), 28S. marcescens (0,72%), 27 P. stuartii (0,70%),21 E. agglomerans (0,54%), 10 P. penneri

(0,26%) y 9 C. koseri (0,23%).De las 3883 cepas estudiadas, se pudo

confirmar la producción de BLEE en 951(24,49%) cepas de enterobacterias, mientrasque en las 2932 cepas restantes, no se encon-tró evidencia de producción de BLEE.

Al distribuir por género y especie, las ce-pas BLEE positivas, pudo observarse que las

mismas estaban conformadas por: 389/970K. pneumoniae (40,10%); 324/1761 E. coli

(18,34%);141/447 E. cloacae (31,54%);26/60K. oxytoca (43,33%); 19/277 P. mirabilis

(6,86%); 15/158 M. morgannii (9,49%);13/43 E. aerogenes (30,23%); 8/38 C. freun-

dii (21,05%); 7/28 S. marcescens (25,00%);3/34 P. vulgaris (8,82%); 3/27 P. stuartii

(11,11%) y 3/21 E. agglomerans (14,29%). Nose detectó producción de BLEE en cepas de P.

penneri y C. koseri.La Tabla 1 muestra la distribución de las

cepas y el porcentaje de producción de BLEE,de acuerdo a la procedencia o reclusión delpaciente, se observa que el mayor número decepas positivas proviene de las unidades decuidados intensivos (37,42%), seguido de lospacientes hospitalizados (33,47%) y el por-centaje más bajo se encontró en los pacientesambulatorios y de consulta externa (18,10%).

Discusión

Las infecciones causadas por bacteriasproductoras de Betalactamasas representanun reto para el equipo de salud; aún se desco-noce la prevalencia real de las BLEE en la ma-yoría de las instituciones de salud; pero losfrecuentes fracasos terapéuticos en las infec-ciones por enterobacterias han dirigido los es-tudios, hacia los mecanismos de resistencia dedichos microorganismos, ya que este grupo debacterias es el que más mecanismos de resis-tencia a betalactámicos ha desarrollado.

En la presente investigación se analiza-ron un total de 3883 cepas bacterianas perte-necientes a la familia Enterobacteriaceae,conformadas por 14 especies diferentes, don-de se pudo confirmar la producción de BLEEen un total de 951 cepas, que constituyen el24,49%; mientras que en las 2932 cepas res-tantes (75,51%), no se encontró evidencia deproducción de BLEE. Al comparar los por-

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 29

Page 6: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

30 Perozo Mena y Castellano González

Ta

bla

1.D

istr

ibu

ción

segú

nL

ocal

izac

ión

yP

rod

ucc

ión

de

BL

EE

enla

sC

epas

de

En

tero

bact

eria

s.

Mic

roo

rga

nis

mo

UC

IH

osp

C.

Ex

tT

ota

les

BL

EE

+B

LE

E-

BL

EE

+B

LE

E-

BL

EE

+B

LE

E-

BL

EE

+B

LE

E-

%N

°%

%N

°%

%N

°%

%N

°%

Kle

bsi

ella

pn

eum

on

iae

61

45,1

973

54,0

719

145

,91

225

54,0

913

732

,70

282

67,

3038

94

0,1

058

059

,79

Esc

her

ich

iaco

li35

38,8

954

60

,00

111

27,3

429

572

,66

177

13,9

910

88

86

,01

324

18,3

414

378

1,6

0

En

tero

ba

cter

clo

aca

e10

25,0

030

75,0

072

37,3

112

16

2,6

959

27,5

715

572

,43

141

31,5

430

66

8,4

6

Pro

teu

sm

ira

bil

is0

0,0

015

100

,00

1013

,16

66

86

,84

94,

84

177

95,

1619

6,8

625

89

3,14

En

tero

ba

cter

aer

og

enes

457

,14

342

,86

327

,27

872

,73

624

,00

1976

,00

1330

,23

306

9,7

7

Mo

rga

nel

lam

org

an

ii1

16,6

75

83,

3310

25,6

429

74,3

64

3,54

109

96

,46

159

,49

143

90

,51

Ser

rati

am

arc

esce

ns

00

,00

00

,00

233

,33

46

6,6

75

22,7

317

77,2

77

25,0

021

75,0

0

Kle

bsi

ella

ox

yto

ca2

40,0

03

60

,00

630

,00

1470

,00

1851

,43

174

8,5

726

43,

3334

56,6

7

Cit

rob

act

erfr

eun

dii

00

,00

110

0,0

01

5,8

816

94,

127

35,0

013

65,

00

821

,05

3078

,95

Cit

rob

act

erk

ose

ri

(div

ersu

s)0

0,0

01

100

,00

00

,00

210

0,0

00

0,0

06

100

,00

00

,00

910

0,0

0

En

tero

ba

cter

ag

glo

mer

an

s0

0,0

01

100

,00

112

,50

78

7,50

216

,67

108

3,33

314

,29

188

5,71

Pro

vid

enci

ast

ua

rtii

00

,00

110

0,0

02

14,2

912

85,

711

8,3

311

91,

67

311

,11

248

8,8

9

Pro

teu

sv

ulg

ari

s0

0,0

00

0,0

02

12,5

014

87,

501

5,56

179

4,4

43

8,8

231

91,

18

Pro

teu

sp

enn

eri

00

,00

00

,00

00

,00

410

0,0

00

0,0

06

100

,00

00

,00

1010

0,0

0

Tot

ales

113

37,4

218

76

1,9

241

133

,47

817

66

,53

426

18,1

019

278

1,9

09

5124

,47

2931

75,4

8

Page 7: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

centajes obtenidos en esta investigación conlos reportados en el estudio de Rubio y col.(25), se pueden observar valores similares deproducción de BLEE, ya que de las cepas es-tudiadas un 24,49% resultaron ser producto-ras de BLEE.

Para la detección de BLEE en todas lasenterobacterias se utilizaron varios métodos,lo que favoreció a mejorar la sensibilidad yespecificidad y resultó de gran utilidad, por elhecho de que determinadas cepas BLEE posi-tivas puedan parecer sensibles in vitro a losbetalactámicos, siendo en realidad resisten-tes debido a que pueden existir diferenciascuantitativas en la actividad hidrolítica dedeterminadas cepas BLEE sobre los sustratos(26), sobretodo en enterobacterias diferentesa E. coli y K. pneumoniae; de igual maneraciertas betalactamasas pueden no detectarsesi el inóculo es muy elevado y/o si la produc-ción de betalactamasa se asocia con otro me-canismo de resistencia, como hiperproduc-ción de cefalosporinasa de Bush tipo 1 (no seproduce inhibición por acido clavulánico) ouna disminución de la permeabilidad de lamembrana al paso del antibiótico (27;28).

Diversos estudios demuestran que K.

pneumoniae es la enterobacteria producto-ra de BLEE por excelencia, probablementeesto se deba al hecho de que ésta especie for-ma parte de la flora normal, sobrevive du-rante un tiempo sobre la piel y los fomites, yadquiere con cierta facilidad plásmidos con-jugativos (25;29). No obstante, en el estudiorealizado por Martínez y col. (30) el mayorporcentaje de producción de BLEE se pre-sentó en Enterobacter spp (61%) y no en K.

pneumoniae (46%), por lo que esta especiepudiese representar el principal reservoriode aislamientos entéricos productores deBLEE, en oposición a lo que se reporta fre-cuentemente en las investigaciones, de allíla importancia de incorporar a las otras en-

terobacterias en el estudio de producción deBLEE.

Por otra parte, un estudio realizado porTorres y col. (31), muestra resultados simila-res a los encontrados en esta investigación, yaque reportan 46,4% de cepas de K. pneumo-

niae productoras de BLEE, seguido de 29,5%de cepas de E. coli y en tercer lugar 12,1% decepas de Enterobacter spp productoras deBLEE. Estos estudios confirman que la distri-bución de cepas productoras de BLEE es unacaracterística local de cada centro de salud.

Dos mecanismos de resistencia a beta-lactámicos de amplio espectro han sido re-portados para K. oxytoca, a) la superproduc-ción de una betalactamasa cromosómica quesufre una mutación en la región del gen pro-motor (32;33), y b) la producción de unaBLEE plasmídica adquirida (34). El primermecanismo confiere resistencia a la mayoríade las penicilinas y reduce la susceptibilidadde la mayoría de las cefalosporinas, pero node las cefamicinas, perfil de resistencia muyparecido al de las cepas productoras de BLEEtradicionales como las del tipo TEM, SHV yCTX-M. Secuenciación del gen de la betalac-tamasa cromosomal de K. oxytoca muestraque puede ser divida en dos grupos blaOXY-1y blaOXY-2 (35), estos dos genes compartenun 89,7% de homología y confieren el mismoperfil de resistencia a betalactámicos. Estu-dios bioquímicos de la betalactamasa cromo-sómica purificada OXY-2, han demostradoque exhibe una actividad de espectro exten-dido (36), lo que conduce a su clasificaciónfuncional en el grupo 2be de las betalactama-sas de espectro extendido (6). Esto podría ex-plicar el hecho de que la principal enterobac-teria productora de BLEE es K. oxytoca

(43,33%); este alto porcentaje podría debersea la superposición de dos mecanismos dife-rentes como son la presencia de la betalacta-masa cromosómica OXY con la mutación

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 31

Page 8: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

descrita anteriormente producto de la altapresión selectiva ejercida dentro del ambien-te hospitalario, y la adquisición de plásmidosde resistencia que codifican la producción deBLEE tradicionales como SHV, TEM yCTX-M. esto explicaría en parte porque estemicroorganismo se encuentra en el primerlugar en producción de BLEE; sin embargo,solo 23 de 60 cepas de K. oxytoca fueron pro-ductoras de BLEE, lo que indica que este mi-croorganismo no representa un gran proble-ma dentro de la institución de salud al com-pararlo con los aislados de K. pneumoniae

389 de 970; E. coli 324 de 1761 y E. cloacae

141 de 447, cuyos valores indican que estos sise comportan como patógenos nosocomialesque se transmiten y diseminan dentro de lainstitución.

Al correlacionar la distribución de cepasproductoras de BLEE de acuerdo a la proce-dencia del paciente (Tabla 1), se obtuvo unadiferencia estadísticamente significativa enlos aislados de las UCI (p<0,05), estos resul-tados se corresponden con los obtenidos en elaño 2003 en la investigación de Rubio y col.(25) quienes resaltaron que el servicio conmayor porcentaje de cepas productoras deBLEE fue la UCI de adultos (63,63%); deigual manera en el Proyecto GEIHH 2000(9), se observó que el mayor porcentaje de ce-pas BLEE positivas se encontraba en la UCIcon (49%), seguida de medicina interna(45,5%), luego por pediatría (42,5%) y por úl-timo, otros servicios con 24%. En la mayoríade los estudios previos, las cepas BLEE posi-tivas han sido aisladas principalmente delambiente hospitalario y dentro de éste laUCI, lo que es comprensible, ya que entre losfactores de riesgo que se estiman que puedentener influencia en la infección de cepasBLEE positivas se encuentran: la duración dela hospitalización y la estancia en la UCI, lapresencia de una enfermedad de base severa

y la gravedad del paciente, el uso prolongadode terapia antimicrobiana y procedimientosinvasivos.

Como se demuestra en la presente in-vestigación, K. oxytoca, K. pneumoniae y E.

cloacae fueron los microorganismos con ma-yor porcentaje en producción de BLEE; sinembargo, el comportamiento de las otras en-terobacterias demuestra de forma clara quela resistencia a los antibióticos betalactámi-cos no es problema exclusivamente de K.

pneumoniae y E. coli, si no de la familia Ente-

robacteriaceae en general.Hasta hace poco, se consideraba que los

microorganismos productores de BLEE cau-santes de infecciones era un problema que sedaba preferentemente en las institucioneshospitalarias; sin embargo en este estudio,una buena parte (18,10%) de los microorga-nismos BLEE positivos fueron aislados depacientes ambulatorios; probablemente de-bido a que este grupo de microorganismosfrecuentemente producen infecciones y estánampliamente distribuidas en la población, loque facilita los procesos de recombinación ytransferencia de material genético entre mi-croorganismos; (37) lo que hace posible que,microorganismos como E. coli presenten unagran diversidad de patrones de resistencia;por el contrario, K. pneumoniae es uno de lospatógenos nosocomiales prevalentes, no obs-tante; la alta prevalencia de un patógeno no-socomial resistente a un determinado fárma-co podría motivar una respuesta refleja, res-tringir el uso de dicho fármaco (38) factorque pudiera ser conveniente.

No obstante, existen casos que confir-man la disminución de brotes nosocomiales,debido a la combinación de las medidas decontrol y prevención, tales como: el aisla-miento, asepsia y lavado de manos, aliadoscon una terapia enfocada a erradicar la ceparesistente, basada en un uso racional de los

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

32 Perozo Mena y Castellano González

Page 9: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

antibióticos. Estas medidas han sido útiles,aunque no constituyen una solución definiti-va, por lo que se requieren nuevas políticasen el uso y manejo de las profilaxis antibióti-cas, un mayor control en las prescripcionesde antibióticos de amplio espectro y el plan-teamiento del manejo cíclico de antibióticos,así como el cambio de la terapia intravenosaa la oral tan pronto como sea posible (39).Aún así, se requiere de un monitoreo cons-tante de los perfiles fenotípicos observadosen el laboratorio, adicional al control perma-nente del uso de antimicrobianos. Estas con-ductas deben ser potencializadas por la pre-sencia de programas de vigilancia de la resis-tencia tanto a nivel nacional como local y deaproximaciones multidisciplinarias para unaadecuada terapia (39).

Es relevante acotar que hoy en día lasUnidades de Cuidados Intensivos (UCI) sonel principal ambiente dentro del hospital,tanto de la colonización, como de los brotesepidémicos nosocomiales, y es especialmenterelevante el problema en las unidades pediá-tricas. Desconocer su presencia puede llevara utilizar antibióticos de poca eficiencia sobreestos microorganismos. En la actualidad,para este caso, el principal objetivo es la ins-tauración de un protocolo común de vigilan-cia de la infección nosocomial en UCI, el cualserá fundamental para conocer la evolucióntemporal de las tasas de incidencia de los mi-croorganismos como por ejemplo, de los ba-cilos Gram negativos multiresistentes en di-cha unidad (40).

Por otra parte, la resistencia antimicro-biana aparece junto a la introducción de losantimicrobianos para combatir las enferme-dades infecciosas. En el transcurso de losaños, el uso indiscriminado de antimicrobia-nos en el hombre ha transformado este fenó-meno en un problema creciente, que involu-cra cada día mayor número de cepas, nuevas

especies y nuevos mecanismos. El estudio delcomportamiento de las bacterias frente a losantimicrobianos in vitro, se hace hoy cadavez más importante ya que no se tiene capaci-dad de predecir la respuesta que ellas pudie-ran tener frente al antimicrobiano que sequiere prescribir para la terapia (41).

En consecuencia, es importante reflejar,que en la actualidad existen líneas de investi-gación cuyo objetivo principal es optimizar lacaracterización y detección de cepas micro-bianas así como la utilización de pruebas sen-cillas que puedan implementarse en el labo-ratorio de microbiología y que permitan ha-cer predicciones en cuanto a la resistencia;esto con el fin de disminuir costos, hacer unuso racional de los recursos y brindar un me-jor control de calidad en el laboratorio micro-biológico. Ejemplo de ello son numerosos es-tudios que evalúan métodos confirmatoriospara la detección de betalactamasas y otrosque combinan el estudio de la resistencia conciertos antimicrobianos e intentan predecirlas posibles alternativas terapéuticas me-diante el estudio de los patrones fenotípicos(39). Esto permite que desde el laboratoriode rutina, se puedan hacer mayores aproxi-maciones hacia un enfoque adecuado en eluso de los antibióticos, reduciendo la presiónselectiva generada por ello. El conocimientode la epidemiología local y regional, así comola naturaleza de la bacteria resistente ayudana dirigir medidas conducentes al control ymás aún, a la prevención de la diseminaciónde los aislados letales (39).

Las bacterias son particularmente efi-cientes en potenciar los efectos de la resisten-cia, no sólo por su habilidad de multiplicarserápidamente; sino también, por su capacidadde transferir genes de resistencia a otras ce-pas o especies. Bacterias resistentes son ca-paces de diseminarse fácilmente entre la po-blación, y particularmente, en ambientes

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 33

Page 10: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

34 Perozo Mena y Castellano González

Figura 1. Método del doble disco, CAZ (ceftazidima),CRO (ceftriaxona), ATM (Aztreonam), CTX(Cefotaxima) y AMC (Amoxacilina/ácido clavulánico). La aparición de zonas de inhibi-ción agrandadas o distorsionadas alrededor del disco de AMC, producto del efecto si-nérgico inhibitorio de la betalactamasa por acción del clavulánico se considera positivopara la producción de BLEE.

26 mm20 mm

mm Positivo� � 5

Figura 2. Método del disco combinado, CAZ (disco de ceftazidima) CAZ/CLA (disco de ceftazi-dima con ácido clavulánico), una diferencia en el tamaño del halo de inhibición mayoro igual a 5mm se considera confirmatoria para la producción de BLEE.

Page 11: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

donde el uso masivo de antimicrobianos y lapresencia de pacientes debilitados (hospita-les), hacen que la diseminación sea un fenó-meno común (41).

En la actualidad, las BLEE constituyenun problema terapéutico y epidemiológico,en el caso de las infecciones causadas por en-terobacterias, ya que las bacterias producto-ras de este tipo de betalactamasas son resis-tentes a las penicilinas, las cefalosporinas y elaztreonam, y un 30% a 60% de ellas tambiéna los betalactámicos asociados a inhibidoresde betalactamasas; además, un porcentajealto, por corresistencia, son también resis-tentes a las quinolonas, los aminoglucósidos,las tetraciclinas y el cotrimoxazol (42).

Referencias Bibliográficas

(1) Forero J. Betalactamasa de Espectro Exten-dido en Pediatría. Pediatría 2002 37(4):12-15.

(2) Washington JA. Functions and activities ofthe Area Committee on Microbiology of the

National Committee for Clinical LaboratoryStandards. Clin Microbiol Rev 1991;4(2):150-155.

(3) Finch RG. Antibiotic resistance. J Antimi-crob Chemother 1998 (2):125-8.

(4) Hart CA. Antibiotic resistance: an increas-ing problem? BMJ 1998 25;316(7140):1255-6.

(5) Acar JF, Goldstein FW. Consequences of in-creasing resistance to antimicrobial agents.Clin Infect Dis 1998 ;27 Suppl 1:S125-S130

(6) Bush K, Jacoby GA, Medeiros AA. A func-tional classification scheme for beta-lactamases and its correlation with molecu-lar structure. Antimicrob Agents Chemother1995; 39(6):1211-33.

(7) Bush K, Miller GH. Bacterial enzymatic re-sistance: �-lactamases and aminoglycoside-modifying enzymes. Current Opinion in Mi-crobiology 1998; 1(5):509-515.

(8) Camacho L, Perozo-Mena A, Castellano-González M, Bermúdez E, Haris B. Métodosfenotípicos para la detección de betalacta-masas de espectro extendido en cepas deEscherichia coli y Klebsiella pneumoniae.Revista de la Sociedad Venezolana de Mi-crobiología 2003; 24:98-103.

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 35

� 8 PositivaRazón

3/ 0,016= 187,5

Figura 3. Método E-TEST ESBL, para confirmar la producción de BLEE se determina la razónentre las concentraciones inhibitorias mínimas (CIM) de Cefotaxima (CT) y Cefotaxi-ma/ácido clavulánico (CTL), si el producto es mayor de 8, se considera la prueba posi-tiva para la producción de ESBL, también puede considerarse la prueba positiva cuan-do se observa la zona fantasma en el centro de la tira producto de la inhibición de la be-talactamasa producida por el ácido clavulánico.

Page 12: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

(9) Hernandez JR, Pascual A, Canton R,Martinez-Martinez L. Extended-spectrumbeta-lactamase-producing Escherichia coli

and Klebsiella pneumoniae in spanish hos-pitals (GEIH-BLEE Project 2002). EnfermInfecc Microbiol Clin 2003;21(2):77-82.

(10) Medeiros AA. Evolution and disseminationof beta-lactamases accelerated by genera-tions of beta-lactam antibiotics. Clin InfectDis 1997;24 Suppl 1:S19-S45.

(11) García P. Resistencia Bacteriana en Chile.Revista Chilena de Infectología 2008;20(1):S11-S23.

(12) Perozo-Mena A, Castellano-González M,Ginestre-Pérez M, Rincón-Villalobos G,Harris-Reyes B. Caracterización Moleculary Detección de Betalactamasas de EspectroExtendido en Cepas de E. coli y K. pneumo-

niae Aisladas en unidades de Cuidados In-tensivos de un Hospital Universitario. Kas-mera 2008; 35(2):89-106.

(13) Sandrea-Toledo L, Paz-Montes A, Piña-Reyes E, Perozo-Mena A. EnterobacteriasProductoras de B-Lactamasas de EspectroExtendido Aisladas de Hemocultivos en unHospital Universitario. Kasmera 2008;35(1): 15-25.

(14) Instituto Nacional De Higiene RafaelRangel, Ministerio de Salud y Desarrollo So-cial. II Curso de actualización en la Resis-tencia a los Antimicrobianos y XVI Curso la-tinoamericano de Actualización Antimicro-biana. 2005. Caracas Venezuela.

(15) Livermore DM, Brown DFJ. Detection of�-lactamase-mediated resistance. J Antimi-crob Chemother 2001;48 (suppl 1): 59-64.

(16) Carretto E, Barbarini D, Capra F, BolongaroA, Braschi A, Marone P. Extended spectrumB-lactamase-producing Enterobacteria inan Italian intensive Care Unit Clinical andTerapeutics remarks. Journal of Chemo-therapy 2004;16(2):145-150.

(17) Clinical and Laboratory Standards Institute.Performance standards for AntimicrobialSusceptibility Testing: Eighteenth Informa-tional Supplement. M100 S18. 2008.

(18) Dos Santos A, Rodrigues J, Bronharo M,Silva H. Avaliçáo da acurácia de testes labo-ratoriais para detecçáo de amostras de Kleb-

siella pneumoniae produtora de betalacta-

mase de espectro estendido. Jornal Brasi-leiro do Patologia e Medicina Laboratorial2003;39(4):301-8.

(19) Carter MW, Oakton KJ, Warner M, Liver-more DM. Detection of Extended-Spectrumbeta -Lactamases in Klebsiellae with theOxoid Combination Disk Method. J Clin Mi-crobiol 2000; 38(11):4228-32.

(20) Peixoto A, Pires D, Da Silva F, Barth L.Extended-spectrum beta-lactamase in Kleb-

siella spp and Escherichia coli obtained in aBrazilian teaching hospital; Detection,prevalence and molecular typing. BrazilianJournal of Microbiology 2003;34:344-8.

(21) Spanu T, Luzzaro F, Perilli M, Amicosante G,Toniolo A, Fadda G. Occurrence ofExtended-Spectrum �-Lactamases in Mem-bers of the Family Enterobacteriaceae in It-aly: Implications for Resistance to �-Lactamsand Other Antimicrobial Drugs. AntimicrobAgents Chemother 2002;46(1): 196-202.

(22) Bauer A, Kirby W, Sherris J, Turck M. Anti-biotics susceptibility testing by a standard-ize single disk method. Am J Clin Pathol1966; 45:493-6.

(23) Clinical and Laboratory Standards Institute.Performance Standards for AntimicrobialDisk Susceptibility Test: Approved Stan-dards Ninth Edition. 2006.

(24) Jarlier V, Nicolas MH, Fournier G, Philip-pon A. Extended broad-spectrum beta-lactamases conferring transferable resis-tance to newer beta-lactam agents in En-

terobacteriaceae: hospital prevalence andsusceptibility patterns. Rev Infect Dis 1988;10(4):867-78.

(25) Rubio A, Calderas A, Trujillo B. Betalacta-masas de espectro extendido (BLEE) en ce-pas de Escherichia coli y Klebsiella pneu-

moniae aisladas de muestras del ServicioAutónomo Hospital Universitario de Mara-caibo 2003. Tesis de Grado para optar alTítulo de Licenciado en Bioanálisis. Escuelade Bioanálisis, Facultad de Medicina. Uni-versidad del Zulia. Pp 145.

(26) Lee K, Lim JK, Yong D, Yum J, Chong Y, Oka-moto R, et al. Evaluation of Efficiency ofScreening Extended-Spectrum �-Lactamase--Producing Escherichia coli and Klebsiella

pneumoniae in Hospitals Where the Bacteria

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

36 Perozo Mena y Castellano González

Page 13: Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas ...

Are Increasingly Prevalent. J Clin Microbiol2001;39(10):3696-9.

(27) Livermore DM. �-Lactamases in laboratoryand clinical resistance. Clin Microbiol Rev1995;8(4):557-84.

(28) Lewis E, Winterberg K, Fink A. A point mu-tation leads to altered product specificity in�–lactamase catalysis. PNAS 1997; 94(2):443-7.

(29) Krontal S, Leibovitz E, Greenwald-MaimonM, Fraser D, Dagan R. Klebsiella bacteremiain children in southern Israel (1988-1997).Infection 2002;30(3):125-31.

(30) Martínez P, Mercado M, Máttar S. Determi-nación de beta-lactamasas de espectro ex-tendido en gérmenes nosocomiales del Hos-pital San Jerónimo, Montería. ColombiaMédica 2003;34(4):196-205.

(31) Torres L, Gagliotta V, Torres O, Benítez M,Domínguez M, Pedroza R. Betalactamasasde espectro extendido en Enterobacteriasaisladas en centros de salud de Caracas. Re-vista de la Sociedad Venezolana de Micro-biología 2006;26(2):80-8.

(32) Mammeri H, Poirel L, Nordmann P. In VivoSelection of a Chromosomally Encoded�-Lactamase Variant Conferring CeftazidimeResistance in Klebsiella oxytoca. AntimicrobAgents Chemother 2003; 47(12):3739-42.

(33) Fournier B, Lu CY, Lagrange PH, Krishna-moorthy R, Philippon A. Point mutation inthe pribnow box, the molecular basis ofbeta- lactamase overproduction in Kleb-

siella oxytoca. Antimicrob Agents Chemo-ther 1995;39(6):1365-8.

(34) Venezia R, Scarano F, Preston K, Steele L,Root T, Limberger R, et al. Molecular epide-miology of an SHV-5 extended-spectrumbeta-lactamase in Enterobacteriaceae iso-lated from infants in a neonatal intensivecare unit. Clin Infect Dis 2005;21:915-23.

(35) Fournier B, Roy PH, Lagrange PH, PhilipponA. Chromosomal beta-lactamase genes of

Klebsiella oxytoca are divided into two maingroups, blaOXY-1 and blaOXY-2. AntimicrobAgents Chemother 1996;40(2): 454-9.

(36) Arakawa Y, Ohta M, Kido N, Mori M, Ito H,Komatsu T, et al. Chromosomal beta-lactamase of Klebsiella oxytoca, a new classA enzyme that hydrolyzes broad-spectrumbeta-lactam antibiotics. Antimicrob AgentsChemother 1989;33(1):63-70.

(37) Ramos Godínez A, Hernández Pedroso W,Nodarse Hernández R, Padrón Sánchez A,De Armas Alonso E, Del Rosario Cruz L. De-tección precoz de enterobacterias producto-ras de betalactamasas de espectro extendidoen pacientes graves. Rev Cub Med IntEmerg 2006;5(1):294-301.

(38) Bermejo J, Bencomo B, Arnesi N, Lesna-beres P, Borda N, Notario R. Alta correla-ción entre el consumo de ciprofloxacina y laprevalencia de Klebsiella pneumoniae pro-ductora de productora de betalactamasa deespectro extendido. Rev Chil Infect 2006;23(4):316-20.

(39) Crespo M. La lectura interpretativa del anti-biograma: Una herramienta para predecir laresistencia bacteriana en el laboratorio demicrobiología de rutina. Colombia Médica2002;33(4):179-93.

(40) Hernández Pedroso W, Ramos Godínez A,Nodarse Hernández R, Padrón Sánchez A,De Armans Moreno A. Resistencia bacte-riana en las bacterias productoras de beta-lactamasas extendidas (BLEE). Rev CubMed Int Emerg 2006; 5(1):256-64.

(41) Trucco O, Prado V, Duran, Y, y grupo PRO-NARES. Red de vigilancia de resistencia an-timicrobiana PRONARES. Rev Chil Infect2002; 19(Suppl 2):s140-s148.

(42) Gobernado M. Betalactamasas de espectroextendido en aumento. Servicio de Micro-biologóa Hospital Universitario La Fe, Va-lencia. Rev Esp Quim, 2005; 18(2):115-7.

Kasmera 37(1): 25 - 37, 2009

Detección de Betalactamasas de Espectro Extendido en cepas de la familia Enterobacteriaceae 37