Resistencias en N. gonorrhoeae

Pasado, Evolución y Futuro

Beatriz Acosta M. Jesús Castaño Servicio de Microbiología H. La Fe 19-1-16

Introducción

La ITS gonorrhea, es un problema de salud pública global.

Existe actualmente un elevado porcentaje de resistencias frente a: sulfamidas, penicilinas, cefalosporinas antiguas, tetraciclinas, macrólidos y fluorquinolonas.

Recientemente han aparecido cepas con alto nivel de resistencia clínica a ESC (Cefixima, Ceftriaxona).

Se recomienda el tratamiento combinado: CEFTRIAXONA (CTX) + AZITROMICINA (AZ)

Problemas actuales

La sensibilidad a ceftriaxona está disminuyendo.

La resistencia a azitromicina es seleccionada con facilidad, y es elevada en algunas zonas.

El tratamiento combinado puede no ser efectivo a largo plazo.

Control de Salud Pública

Tratamiento adecuado

Prevención

Diagnóstico efectivo

Tratamiento de los contactos

Seguimiento epidemiológico

OMS (2008) estimó 106 millones de casos nuevos, un incremento de 21% respecto 2005.

Gonorrhoeae

Le clap: 1378, probablemente en relación al barrio Les Clapiers, en París.

Infecta solamente humanos.

Hombre: uretritis, asintomática ≤ 10%.

Evolución ♂: edema de pene, epididimitis, ..

Mujer: cervicitis, asintomática ≥ 50%.

Evolución en ♀: endometritis, EPI,

infertilidad, embarazo ectópico.

Conjuntivitis, más frecuente en RN.

Favorece la transmisión de otras ITS.

Historia de pautas de tratamiento en la era preantibiótica

Aire fresco, vida sana, abstinencia alcohol y sexo.

Bálsamos extraídos de un árbol de sudamérica (copaiba).

1800: compuestos metálicos, arsénico, oro, plata, mercurio.

Diatermia, hipertermia.

Hipertermia

Inicialmente en infecciones articulares

Infección genital

5-6 sesiones cada tres días

Curación hasta 80-90% de casos de artritis

Era antibiótica

Introducción del AB

1935 Sulfonamidas

1928 Penicilina

1945 Tetraciclinas

1960 Espectinomicina

1960 Quinolonas

1952 Macrólidos

1964 Cefalosporinas

Resistencias

1944

1976 ß-lactamasas

1980 tetM

1967

1990

Final años 90

1995-2000

Diagnóstico y detección de resistencias

Cultivo

Técnicas de amplificación de ácidos nucleicos (TAAN)

Diagnóstico y detección de resistencias

Asintomática.

Síntomas inespecíficos.

Es crucial el diagnóstico de laboratorio, mediante la detección de N. gonorrhoeae o de su material genético.

Monitorización de resistencias antimicrobianas (MRA).

Las pruebas de resistencia AB deben ser una parte esencial del diagnóstico de laboratorio.

Cultivo

“Gold standard”.

Alta sensibilidad y especificidad de hasta 100 %.

Es el único método que permite la MRA.

Es necesario mantener unas condiciones óptimas de recogida, transporte, almacenamiento y cultivo.

TAAN

VENTAJAS

Detectan organismos no viables.

Menos exigente en la recogida y transporte de la muestra.

Sensibilidad mayor a todos los demás métodos diagnósticos.

Uso de muestras no invasoras, autorrecogidas como vaginal y orina.

DESVENTAJAS

No permiten la MRA.

Aún no se ha establecido el tiempo de establecer la curación.

Neisserias comensales podrían tener reacciones cruzadas, F+.

Detección de resistencias

MIC mediante dilución en agar es el “gold standard”.

E-test cuantitativo para la detección de MIC es comparable al anterior, y adecuado.

Puede también MRA mediante difusión en disco, solo recomendados si no se pueden realizar los anteriores.

Es importante el desarrollo de un TAAN para detección de resistencias.

Tipos de resistencia

Multi Resistencia a drogas (MDR):

Son resistentes a 1 de los AB actualmente recomendados, cefalosporinas y espectinomicina; y ≥ 2, de las clases menos utilizadas o propuestas para su uso (penicilinas, fluorquinolonas, aminoglucósidos, carbapenemes).

Resistencia extensa a drogas (XDR):

≥ 2 de AB recomendados, y espectinomicina, y ≥ 3 de los AB ya no recomendados.

Cepas multirresistentes aisladas

Se han aislado cepas multirresistentes, XDR y resistentes a CEE, en Francia y España.

Ambas pertenecen a una secuencia multilocus tipos:

ST1901

ST1407

Mecanismos de la resistencia

N. gonorrhoeae, puede alterar su material genético a lo largo de todo su ciclo vital, y modificar su genoma con todo tipo de mutaciones.

Han desarrollado casi todos los mecanismos conocidos: Destrucción del AB o modificación mediante

enzimas. Modificación o protección de la diana Disminución de la entrada de AB Aumento de la salida

Aparición de resistencia y diseminación (1)

Transferencia genética o mutaciones específicas.

Selección de cepas resitentes

Las resistencias, inicialmente ocurren en Neisseria spp, que actúa como reservorio.

La gonorrhoeae faríngea asintomática, en la cual pueden coexistir ambos tipos, es un entorno favorable para la transferencia genética

La transferencia horizontal es importante en en la diseminación de los alelos mosaico penA

Aparición de resistencia y diseminación (2)

Transformación o conjugación de genes plasmídicos.

Presentan un sistema de reconocimiento de ellos mismos o especies relacionadas, mediante una secuencia de DNA específica.

La alteración de la diana, no debe afectar las funciones normales enzimáticas ni tener un impacto nocivo en su fisiología o entorno.

Los mecanismos de RAM no parecen alterar la biología de estas bacterias, probablemente por mutaciones compensatorias.

Algunos mecanismos RAM, aumentan su adaptación biológica.

La idea de reutilizar AB ya retirados, no es factible.

Determinantes de resistencia / mecanismos

Determinante / Mecanismo

Sulfonamidas p-aminobenzoico / diluye sulfonamidas

Mutaciones gen folP / disminuye afinidad diana

Penicilinas (G, Ampicilina)

Mutaciones penA (PBP2) / afinidad

Mutaciones mtrR / el eflujo

porB1b SNPs / el influjo (en cepas mtrR)

A SNP en ponA (PBP1 ) /disminuye afinidad

Factor X, desconocido

Penicilinasa TEM-1 o TEM-135 / inactivan AB

Tetraciclinas SNP en rfsJ (pr ribosómica S 10), V57M / afinidad

mtrR, penB, SNP en pilQ,

TetM

Espectinomicina 16S rRNA SNP, C1192U / afinidad con el blanco

Mutaciones rpsE (30S), T24P, V25/alteran la unión

Quinolonas gyr A SNPs; S91F, D95G, en QRDR / unión de las quinolonas a DNA girasa.

parC SNPs; D86N, S88P, y E91K en QRDR/ unión a topoisomerasa. …

Macrólidos 23rRNA SNPs; C2611T, A2059G / afinidad del blanco ribosómico 50 S

mtrR, erm genes / bloquean unión con macrólidos

MacAB, bomba de eflujo, bomba mef

Cefalosporinas

Alelos mosaico penA / alteraciion PBP

penA SNPs

Mutaciones mtrR / del eflujo

penB / de influjo

Factor X.

Determinantes de resistencia / mecanismo

Determinantes de RAM

Los determinantes genéticos de RAM son: Cromosómicos, en su mayoría. Plasmídicos: solamente los genes blatTEM

y tetM que producen alto nivel de resistencia a penicilina y tetraciclinas, respectivamente.

RAM pueden producir resistencia de alto nivel, fallo terapéutico, o aumento de resistencia sin relevancia clínica.

El efecto acumulativo de diferentes mecanismos de RAM y sus complejas inter-relaciones, desarrollan niveles clínicos de resistencias.

Penicilina: resistencia plasmídica

Inhiben formación de peptidoglicano

Las cepas resistentes contienen plásmidos con el gen blaTEM-1, que codifica la ß-lactamasa tipo TEM-1.

Estos plásmidos probablemente han sido adquiridos por conjugación a partir de H. parainfluenzae.

A partir de su descripción en 1976, se diseminaron rápidamente.

Penicilina: resistencia cromosómica

Mutaciones en:

Gen penA, que modifican las proteínas diana (PBPs), que codifican PBP2.

Gen ponA, que codifica PBP1.

MtrCDE: bomba de expulsión que exporta la penicilina fuera de la célula.

Disminución de la permeabilidad.

Resistencia a quinolonas

Mecanismo de acción:

Las quinolonas inhiben la DNA girasa y topoisomerasa tipo II, esenciales para el metabolismo del ADN.

Resistencia:

Mutaciones que evitan el reconocimiento de estas enzimas por las quinolonas.

Resistencia a macrólidos

Mecanismo de acción

Inhiben la síntesis de proteínas mediante la unión a la subunidad 50S de los ribosomas.

Resistencia:

Modificación de la diana de rRNA.

Sobreexpresión de la bomba de expulsión, particularmente MtrCDE, y también MacAB y mef.

Resistencia a cefalosporinas

Mecanismo de acción

Inhiben los puentes peptidoglicano mediante la unión al anillo ß-lactámico de PBPs, con actividad bactericida

Resistencia

La resistencia ocurre principalmente por modificación de las proteínas blanco, PBPs

Aumento de las bombas de expulsión.

Disminución del influjo.

Resistencia a cefalosporinas

Alteraciones en penA, que codifica PBP2, que es un gen mosaico que contiene 60-70 alteraciones de aa.

Estos mosaicos surgen por transformación DNA y recombinación con genes penA, particularmente de Neisserias comensales orofaríngeas.

Esta transferencia intragenérica horizontal, probablemente ocurre durante la infeccón gonocócica orofaríngea.

Sistemas de expulsión de N. gonorrhoeae

MtrCDE: RND (macrólidos, ß-lactámicos, ciprofloxacino, tetraciclinas)

Mac AB: ABC (macrólidos). Su ausencia se relaciona con mayor sensibilidad a penicilina y cefalosporinas.

NorM: MATE (quinolonas) FarAB: FM. Junto con MtrCDE, exportan

antimicrobianos producidos por el huésped.

Disminución del influjo

PorB 1a: más S a penicilinas y tetraciclinas

PorB 1b: modificaciones en los aa estrechan los poros con < S a penicilinas, tetraciclinas y CEE.

PilQ: Está implicada en el acceso de AB,solamente si están presentes las mutaciones mtrR y penB, el acceso a través de PilQ es significativo.

Determinantes de resistencias conocidos a las CEE.

penA: formas

alteradas de PBP2. Las esferas azules indican las alteracones.

mtrR: sobrexpresión de la bomba de expulsión, MtrC-MtrD-MtrE; y activación de penB. Penb codifica mutaciones en las porinas de la membrana externa de (PorB1b), que disminuye el influjo de AB.

PonA: codifica PBP1 alteradas, relacionad con la resistencia a penicilina.

Estrucutura de PBP2 de N. gonorrhoeae.

Extremo C-terminal

(transpeptidasa), con el sitio activo de unión a β-lactámicos.

El extremo N-terminal, que fija las PBP2 a la membrana citoplásmica.

Estructura cristalina de PBP2, que detalla los aá implicados MIC a CEE.

Porcentaje de sensibilidad en H. La Fe, 2013-2015

ANTIBIÓTICO n %RESISTENTE %INTERMEDIO %SENSIBLE

PENICILINA 85 11 69 20

CEFTRIAXONA 43 0 0 100

CEFOTAXIMA 39 0 0 100

CIPROFLOXACINO 76 68 3 29

AZITROMICINA 45 9 29 62

ERITROMICINA 31 16 0 84

TETRACICLINA 48 50 33 17

11

68

50

9

16

69

3

33 29

0

20

29

17

62

84

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

%R

%I

%S

Porcentaje de sensibilidad en H. La Fe, 2013-2015

Resistencia y adaptación al medio

Las cepas R tienen ventajas frente a las cepas S frente a un AB determinado; sin embargo están menos preparadas en ausencia de AB.

Mutaciones compensadoras/estabilizadoras/restauradoras, restablecen los mecanismos de adaptación, y mantienen la RAM.

En gonococos, RAM y cepas MDR/RDR sobreviven adaptadas al medio.

Condiciones ambientales y resistencia a antimicrobianos

N. gonorrhoeae puede responder a condiciones ambientales y alterar la expresión de los genes implicados en el metabolismo y estructura de la cubierta celular.

En condiciones de baja concentración de Fe, la expresión de mtrCDE, puede aumentar, y también la resistencia a AB reconocidos por esta bomba.

La espermina y espermidina, lo hacen R al complemento.

Biofilms: las bacterias que crecen en este entorno son mas resistentes.

Tratamiento recomendado.

Tratamiento combinado con:

Ceftriaxona 250mg 0 500 mg im o Cefixima ….. v/o EN COMBINACIÓN con

Azitromicina 1gr o 2gr (1 dosis) o Doxicixlina (100 mg 2/día, durante 7 días)

La sensibilidad a Ceftriaxona está disminuyendo, y la R a Azitromicina es importante en algunas regiones.

Cepas con alto nivel de resistencia a Azitromicina (≥ 256µg/ml).

Precio elevado

El tratamiento combinado no será efectivo a largo plazo.

Perspectivas de tratamiento, en caso de R a CTX.

Gentamicina (240 mg im) + Azitromicina (2 gr v/o)

Gemifloxacina (320 mg, 1 dosis v/o) + Azitromicina (2 gr en 1 dosis v/o)

Solithromicina: elevada actividad frente a gonococo, incluyendo cepas resistentes CEE. Cepas con alto nivel de R azitromicina, son R solithromicina.

Ertapenem, los determinantes de R a CEE, también afectan a Ertapenem.

Gentamicina, solithromicina y ertapenem, podrían ser alternativa en caso de R CTX, en el marco de un tratamiento dual.

Otros AB

Tigeciclina: la > parte se elimina a través de la bilis, y una pequeña parte se excreta por la orina, por lo que no es útil en ITU.

Avarofloxacino y delafloxacino, son activas incluso en cepas R a ciprofloxacino.

Nuevos fármacos

INH de síntesis proteica: pleuromutilin BC-3781

INH que contienen borónico: AN3365

Nuevos INH de toposimerasas: VT12-008911

INH Fab1: MUT056399

INH bomba de eflujo, administrados conjuntamente con AB adecuado

Principales propuestas de acción global de la OMS para controlar la diseminación e impacto de las RAM (1)

Aumentar la alerta sobre el uso correcto de AB en el personal sanitario y consumidores, particularmente en la población de riesgo.

Prevención, diagnóstico y control de la gonorrhea, información, y utilización de diagnóstico y pautas de tratamiento adecuadas.

Monitorización, detección y seguimiento estrecho de los fallos de tratamiento (Cefixima y Ceftriaxona), definiendo los casos de fallo de tratamiento, y protocolos de verificación, comunicación y manejo de los mismos.

Política de control y prescripción de los medicamentos.

Principales propuestas de acción global de la OMS para controlar la diseminación e impacto de las RAM (2)

Reforzar el seguimiento de las RAM, especialmente en países con elevada prevalencia de gonorrhea (y/o resistencias), otras enfermedades de transmisión sexual y VIH.

Desarrollar redes de laboratorios regionales para realizar el control de calidad de los cultivos y pruebas de sensibilidad.

Investigación para desarrollar nuevas pruebas moleculares para detectar y monitorizar las resistencias.

Investigación de nuevas alternativas y/o nuevos AB, (Vacunas)

Resúmen de actuación (1)

Salud Pública La gonorrhea y las cepas multirresistentes son un problema de Salud Pública que ha merecido escaso seguimiento y control global.

Evolución, origen y diseminación de las resistencias Desde el inicio de la era AB, ha demostrado su extraordinaria capacidad para desarrollar resistencia a todos los AB utilizados. Los determinantes de resistencia, no disminuyen su adaptación biológica, y a veces la aumenta.

Aparición y diseminación de la resistencia a Cefalosporinas

Resúmen de actuación (2)

Los clones MLSTST1901 y MLST ST7363, originados en Japón, pero con distribución mundial, son responsables de las resistencia a Cetriaxona y Cefixima. Es importante reconocer y verificar los fallos de tratamiento con Ceftriaxona y Cefixima.

Determinantes genéticos: Son complejos e incluyen diversas alteraciones (penA, mtrR, porB1b). Es importante conocer los mecanismos de resistencia, así como el desarrollo de detección de determinantes genéticos.

Futuro: Nuevos AB, tratamiento combinado, y de manera ideal el desarrollo de una vacuna.

Bibliografía

• Unemo M. and Shafer W. Antimicrobial Resistance in Neissseria gonorrhoeae in the 21st Century: Past, Evolution, and Future. Clin.Microbiol Rev, Volúmen 27, Nº3.

• Unemo M. and Nicholas R. Emergence of multidrug-resistance, extensively drug-resistant and untreatable gonorrhea. Future Medicine Ltd 2012; 7(12):1401-1422.