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Rev Panam Infectol 2014;16(4):215-220
ARTÍCULO ORIGINAL / ARTIGO ORIGINAL / original article
Identificación y mecanismos de resistencia en aislamientos
de Escherichia coli multidrogorresistentes en un hospital
terciario
Identification and resistance mechanisms in multidrug resistance isolates of Escherichia coli on
trhird level hospital
Bettsy Suarez Trueba1
Marcia Hart Casares2
Fidel Espinosa Rivera3
Daniel Salazar Rodriguez4
Neima Llanes Rodrigues5
Rev Panam Infectol. 2014;16(4):215-220
http: www.revistaapi.com
Recibido el 2/12/2013
Aprobado el 10/6/2014
Especialista de primer grado en Microbiología y
Medicina General Integral. Máster en enfermedades
infecciosas y en Bacteriología- Micología. Cuba.
2
Especialista de segundo grado en Microbiología.
Máster en Informática médica. Hospital Clínico
Quirúrgico “Hermanos Ameijeiras”. Cuba.
3
Especialista de segundo grado en Microbiología.
Máster en Enfermedades infecciosas. Hospital Clínico
Quirúrgico “Hermanos Ameijeiras”. Cuba.
4
Licenciado en Microbiología. Instituto de Medicina
Tropical Pedro Kourí. Cuba.
5
Licenciada en Microbiología. Máster en Microbiología.
Hospital Clínico Quirúrgico ¨Hermanos Ameijeiras¨.
Cuba.
1
RESUMEN
Las infecciones producidas por cepas multidrogorresistentes (MDR)
de Escherichia coli constituyen en la actualidad un problema
emergente que requiere de la acción coordinada de todas las
especialidades médicas en la toma de decisiones que unifiquen y
protocolicen el enfoque clínico y terapéutico de los pacientes con
infecciones graves, por lo que nos propusimos caracterizar 41 cepas
de E. coli MDR, a partir del aislamiento de 89 cepas nosocomiales,
en un estudio de tipo prospectivo observacional. Los carbapenémicos
fueron el grupo de antimicrobiano más efectivo con un 100%
de sensibilidad seguido de la amikacina y los betalactámicos
con inhibidores de betalactamasas, con porcientos muy bajos
de resistencia. Los mecanismos de resistencia más frecuentes,
en sentido general, fueron la producción enzimas como las
betalactamasas de espectro extendido (53,7%) y acetiltransferasas
AAC (6’) con un 68,3%. Los resultados encontrados demuestran la
necesidad de mantener constante la vigilancia de los patrones de
resistencia de cepas MDR considerando las graves consecuencias
que de ello se derivan.
Palabras Clave: Mutirresistencia; Betalactamasas;
Escherichia coli
ABSTRACT
Infections caused by multidrug-resistant strains (MDR) of Escherichia
coli are now a serious emerging problem that requires coordinated
action by all medical specialties in making decisions in clinical and
therapeutic approach to patients with infections. This is why we set
out to characterize 41 strains of E. coli MDR from the isolation
of 89 nosocomial strains in a prospective observational study. The
carbapenems were the most in vitro effective antimicrobial group
215
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with 100 % sensitivity and amikacin followed by
betalactam /betalactamase inhibitor with very
low percentages of resistance. The most common
resistance mechanisms were the enzymes production
as ESBL (53.7 %) and acetyltransferase AAC ( 6 ‘)
with 68.3 %. The results show the need to maintain
constant surveillance of resistance patterns of
MDR strains considering the serious consequences
resulting therefrom.
Key words: Multidrug-resistant; Beta-lactamases;
Escherichia coli
INTRODUCCIÓN
Escherichia coli constituye en la actualidad un
importante agente etiológico de múltiples cuadros
infecciosos que varían desde leves hasta graves,
y en algunas ocasiones mortales. Las infecciones
producidas por este tipo de microorganismos
requieren de la acción coordinada de todas las
especialidades médicas apoyados por líderes políticos
y administrativos de salud en la toma de decisiones
que unifiquen y protocolicen el enfoque clínico y
terapéutico de los pacientes con infecciones graves(1).
Los esfuerzos de la industria farmacéutica en la
investigación y desarrollo de nuevos antimicrobianos
no están a la par con los elevados indicadores
de resistencia, que se notifican en la actualidad
en casi todas las regiones geográficas. La OMS
y demás organismos regionales han realizado un
llamado para incentivar la búsqueda de nuevos
antibióticos, mejorar los mecanismos para la
detección de casos infecciosos, incrementar las
investigaciones epidemiológicas y que las diferentes
entidades gubernamentales implicadas desarrollen
un plan estratégico, de control de infecciones en los
hospitales y en la comunidad (2-3). Según estudios
epidemiológicos, América Latina se encuentra entre
las regiones con más alta incidencia de brotes
nosocomiales producidos por bacterias que presentan
resistencia a múltiples antibióticos. Teniendo en
cuenta estas consideraciones nos propusimos como
objetivo caracterizar las infecciones producidas por
E. coli MDR.
MATERIAL Y MÉTODO
Se realizó un estudio descriptivo prospectivo en
89 cepas (una por paciente) en aislamientos de
E. coli procedentes de muestras de hemocultivos;
secreciones endotraqueales; catéter vasculares;
líquidos pleurales, peritoneales, cefalorraquídeo; y
pus de abscesos de localizaciones intracavitarias,
216
de pacientes ingresados en el Hospital Clínico
Quirúrgico Hermanos Ameijeiras de La Habana, en
el período comprendido entre el 1 de marzo y el 31
de diciembre de 2009. Fueron clasificadas como
multirresistentes (MDR) (4) aquellos aislamientos
que presentaran resistencia in vitro a más de dos
familias de antimicrobianos y fueron caracterizadas
según procedencia, tipo de muestra y mecanismo
de resistencia implicado. Para la identificación y
susceptibilidad se utilizó la metodología recomendada
por el fabricante del sistema automatizado Vitek
2 compact (BioMérieux, Francia), con tarjetas de
identificación ID GN y de susceptibilidad AST
N86 con lectura automatizada con análisis de
los siguientes antimicrobianos: amoxicilina/ácido
clavulánico, ampicilina/sulbactam, piperacilina/
tazobactam, cefuroxima, cefoxitina, ceftazidima,
ceftriaxone, cefepima, amikacina, gentamicina
y ciprofloxacina. Los datos de susceptibilidad
de meropenem e imipenen fueron realizados por
método de Kirby-Bauer siguiendo la metodología de
las normas del laboratorio (5). Los mecanismos de
resistencia fueron recogidos del informe del sistema
de expertos que tiene incorporado el Vitek 2 compact.
Todos los datos fueron procesados estadísticamente
mediante frecuencias absolutas y relativas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El incremento de la resistencia antimicrobiana,
asociado al aumento significativo de enfermedades
inmunodeficientes, llevan hoy en día a la creciente
necesidad de un reporte microbiológico rápido, de
elevada sensibilidad y que ofrezca al médico de
asistencia herramientas tales como concentración
mínima inhibitoria, mecanismos de resistencia y
antibiograma interpretado (6).
En la Tabla 1 se muestra la resistencia en las cepas
aisladas, donde los mejores resultados se registraron
para antimicrobianos como meropenem, amikacina,
amoxacilina/ácido
clavulánico
y
piperazilina/
tazobactam no así el grupo de las cefalosporinas que
evidenciaron valores cercanos y superiores al 50%.
Los carbapenémicos, con un 100% de
sensibilidad, continúan siendo la principal alternativa
terapéutica in vivo e in vitro frente a bacterias
gramnegativas multirresistentes, por lo que debe
evitarse su utilización indiscriminada para proteger
su efecto al ser administrado en pacientes críticos.
Internacionalmente como es de esperar, existen
coincidencias con estos resultados(7,8).
Por otra parte, las combinaciones betalactámicos/
inhibidores podrían constituir buenas opciones
terapéuticas, si se tiene en cuenta que el acido
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Tabla 1. Resistencia antimicrobiana (%) en cepas de
E. coli.
Escherichia coli (n=89)
Antimicrobianos
No
%
amoxicilina/clavulánico
17
19,1
ampicilina/sulbactam
40
44,9
piperazilina/tazobactam
19
21,3
cefuroxima
41
46,1
cefoxitina
17
19,1
ceftriaxona
59
66,3
ceftazidima
41
46,1
cefepime
41
46,1
meropenen
0
-
imipenen
0
-
amikacina
14
15,7
gentamicina
36
40,4
ciprofloxacina
57
64,0
Fuente: GalenLab. HCQHA.2010
clavulánico, el sulbactam y el tazobactam inhiben las
betalactamasas, por lo que una vez inhibidas estas
enzimas, el antibiótico puede llegar a las proteínas
fijadoras de penicilina y ejercer su acción (9).
No obstante, en cepas multirresistentes
generalmente están implicados varios mecanismos,
por lo que las decisiones a la hora de instaurar el
tratamiento adecuado se convierte en un análisis
detallado de los antimicrobianos con los que se
cuenta, el tipo de infección y las características del
paciente.
Los aminoglucósidos y en especial la amikacina,
constituye una eficiente alternativa tanto en
monoterapia como en terapia combinada logrando
un efecto sinérgico. La utilización de este antibiótico
solo estaría limitado ante pacientes con alteraciones
renales y aun así se valoraría el riesgo beneficio
de su empleo. El mapa microbiológico del hospital
Hermanos Ameijeiras ha mostrado durante más
de 10 años de investigación, que la sensibilidad
antimicrobiana de las bacterias gramnegativas y en
particular E. coli muestran patrones de sensibilidad
elevados a este fármaco y al grupo en general (10).
Cefalosporinas y Quinolonas, (con excepción de
cefoxitina, antimicrobiano que solo fue utilizado
para identificar mecanismos de resistencia), nos
muestran in vitro niveles elevados de resistencia,
que se comportan por encima del 45 %. Por tanto
su utilización in vivo solo puede estar justificada
con un examen microbiológico previo, que permita
demostrar la sensibilidad de la bacteria aislada. Estos
resultados concuerdan con trabajos previos realizados
en pacientes hospitalizados y de la comunidad (11-14).
De las 89 cepas aisladas, 41 cumplieron con los
criterios de multirresistencia, aislándose con mayor
frecuencia a partir de secreciones endotraqueales y
hemocultivos. (Figura 1)
Los dispositivos endotraqueales producen
inhibición de los mecanismos de limpieza bronquial
Distribución de las cepas según
muestra clinica
LCR
2,4
pus de absceso
7,3
punción intrabdominal
7,3
hemocultivo
34,2
catéter
7,3
secrecion endotraqueal
41,5
0
10 20
30
40
50
%
Figura 1. Fuente GalenLab. HCQHA 2010
217
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Distribución de las cepas según servicios
LITOTRICIA
UROLOGIA
7,3%
MEDICINA
INTERNA
UTI
Figura 2. Fuente GalenLab. HCQHA 2010
(movimiento de los cilios y tos) facilitando la
microaspiración de exudados faríngeos y la lesión
tisular. Las aspiraciones orotraqueales repetidas
producen edema e infiltración de la mucosa, factores
que contribuyen a la colonización bacteriana a
nivel bronquial (15). Los patógenos más frecuentes
encontrados en las neumonías asociada al respirador
son: Acinetobacter spp, E. coli, Staphylococcus
aureus y Klebsiella pneumoniae, por lo tanto la
microbiota endógena (principalmente orofaríngea
y secundariamente intestinal) y su variación con el
transcurso de los días en pacientes internados en la
UCI tiene vinculación con la patogenia de la neumonía
nosocomial asociada a la ventilación mecánica.
La mortalidad por bacteriemia continúa siendo un
problema importante, llegando a un 50% en pacientes
graves con sepsis (15). En México, Hernández-Orozco
(2005) (17) obtuvo la mayor incidencia de infecciones
nosocomiales por enterobacterias en muestras de
hemocultivo.
Por su localización e implicaciones clínicas el
2,4% reportado a partir del líquido cefalorraquídeo,
adquiere una connotación especial. Las cefalosporinas
de tercera y cuarta generación, por ser capaces de
atravesar la barrera hemato-encefálica y alcanzar altas
concentraciones en estos sitios, pueden constituir las
principales elecciones, sin embargo, la resistencia
bacteriana que puede estar presente en esta especie
la descartan (19). Nuevamente sería necesaria la
elección de carbapenémicos, demostrándose una vez
más la obligatoriedad de su uso racional.
La distribución de cepas multirresistente de E.
coli por servicios se representa en la figura 2, donde
se evidencia la mayor incidencia en las salas de
atención al grave.
Concordando con la literatura internacional el
mayor número de casos fueron identificados en las
unidades de cuidados intensivos debido a que en
estos sitios los pacientes son más susceptibles de
adquirir una infección teniendo en cuenta la mayor
utilización de procederes invasivos que rompen las
barreras naturales de defensa, así como los trastornos
inmunológicos que conlleva la hospitalización y la
enfermedad de base, sumado a los factores inherentes
al medio ambiente que hacen posible la emergencia
de estos eventos(20) .
En la tabla 2 se muestran los diferentes
mecanismos de resistencia. Frente a betalactámicos
Tabla 2. Mecanismos de resistencia en cepas de E. coli MDR.
Grupo farmacológico
Mecanismos de resistencia
%
BLEE
53,7
CTX-M
4,9
AmpC + BLEE
41,4
AAC(6’)
68,3
AAC(6’), AAC(3)-I,AAC(3)-II, ANT(2’’)
14,6
Betalactámicos
Aminoglucósidos
Fuente: Sistema de experto de Vitek 2 compact.
218
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la identificación de betalactamasas de espectro
extendido fue el mecanismo más frecuente y frente a
aminoglucósidos la acetiltransferasa (AAC (6´)).
Los mecanismos de resistencia presentes en estos
aislamientos son variados y múltiples, E. coli presenta
una betalactamasa constitutiva denominada AmpC y
habitualmente el nivel de expresión de esta enzima es
muy bajo debido a la presencia de un gen promotor
poco eficaz (AmpR). La cantidad de enzima producida
no afecta el nivel de actividad de los antibióticos
betalactámicos, y en determinadas circunstancias por
mutaciones que afectan a los genes reguladores o el
promotor del gen AmpC se incrementa la producción de
enzima y con ello los valores de concentración mínima
inhibitoria (CMI) de diferentes antimicrobianos (21).
Esta condición se cumplió en 17 aislamientos de E.
coli que fueron resistentes a cefalosporinas de tercera
generación y a cefamicinas (cefoxitin), lo que sugiere
que además de las BLEE, existe una hiperproducción
de AmpC (22).
La amplia utilización de antibióticos, en muchas
ocasiones altos inductores de desrepresión de genes
reguladores, puede conllevar a la hiperproducción de
betalactamasas AmpC en el curso de un tratamiento
antimicrobiano específico y expresarse resistencia
bacteriana, en una bacteria inicialmente sensible (23).
Las cefotaximasas (CTX-M) hidrolizan la
cefotaxima y son inhibidas más eficazmente por
el tazobactam que por él ácido clavulánico o el
sulbactam (24). La presencia de las mismas en dos
cepas de E. coli, debe constituir una señal de alerta
ante su posible incremento, si se tiene en cuenta
que en varias regiones de Europa y América Latina
ha sido la betalactamasa que con mayor frecuencia
se reporta (25, 26).
La acetiltransferasa AAC (6´) es una enzima que
modifica la actividad de kanamicina, amikacina,
tobramicina y netilmicina, resultando la más
frecuente, y en orden decreciente otras combinaciones
que hidrolizan la totalidad de los aminoglucósidos.
Cifras similares se reportan en un estudio en Calgary
con una alta incidencia de cepas de E. coli portadoras
de AAC (6´)(27).
En sentido general la multidrogorresistencia
es un fenómeno mundial que ha devenido en el
tiempo, trayendo consigo el aumento de la estadía
hospitalaria, lo cual se traduce en el incremento
de los costos hospitalarios. Las mejores opciones
terapéuticas frente a cepas MDR la constituyen los
carbapenémicos, resultando el mecanismo más
frecuente en las cepas MDR, la producción de
betalactamasas de espectro extendido y para los
aminoglucósidos acetiltransferasa (AAC (6´)).
La aparición cada vez más frecuente y diversa de
mecanismos de resistencia antimicrobiana, y sobre
todo en aquellas bacterias patógenas facultativas
e incluso oportunistas, ha traído consecuencias
importantes en términos de morbilidad y mortalidad,
con pérdidas humanas y económicas millonarias. El
impacto de la diseminación de estas cepas escapa
los cálculos establecidos y en la mayoría de los casos
no se le ha dado la relevancia real y pertinente al
problema que se afronta, lo que deja claro según las
consideraciones, que los programas de vigilancia son
necesarios para identificar cambios en el espectro de
patógenos, como E. coli.
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Correspondencia
Bettsy Suarez Trueba
Centro laboral: Hospital Clínico Quirúrgico
“Hermanos Ameijeiras”, situado en San Lázaro No
701 esquina Belascoain. Cuba. CP 10300
E-mail: bettsy.suarez@infomed.sld.cu.