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Inicio Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica Carbapenemases in Enterobacteriaceae: Types and molecular epidemiology
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Vol. 32. Núm. S4.
Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in the clinical practice
Páginas 4-9 (Diciembre 2014)
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Vol. 32. Núm. S4.
Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in the clinical practice
Páginas 4-9 (Diciembre 2014)
DOI: 10.1016/S0213-005X(14)70168-5
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Carbapenemases in Enterobacteriaceae: Types and molecular epidemiology
Carbapenemasas en enterobacterias: tipos y epidemiología molecular
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Luis Martínez-Martíneza,b,
Autor para correspondencia
lmartinez@humv.es

Corresponding author.
, Juan José González-Lópezc
a Servicio de Microbiología, Hospital Universitario Marqués de Valdecilla-IDIVAL, Santander, Spain
b Departamento de Biología Molecular, Facultad de Medicina, Universidad de Cantabria, Santander, Spain
c Servicio de Microbiología, Hospital Universitario Vall d’Hebron, Universidad Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
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Abstract

The most important mechanism of carbapenem resistance in Enterobacteriaceae is the production of carbapenemases, although resistance can also result from the synergistic activity between AmpC-type or (to a lesser extent) extended-spectrum beta-lactamases combined with decreased outer membrane permeability. Three major molecular classes of carbapenemases are recognized: A, B and D. Classes A and D are serine-beta-lactamases, whereas class B are metallo-beta-lactamases (their hydrolytic activity depends on the presence of zinc). In addition to carbapenems, carbapenemases also hydrolyze other beta-lactams, but the concrete substrate profile depends on the enzyme type. In general terms, class A enzymes are to some extent inhibited by clavulanic acid, and class B enzymes do not affect monobactams and are inhibited by zinc chelators. Given Enterobacteriaceae producing carbapenemases usually also contain gene coding for other mechanisms of resistance to beta-lactams, it is not unusual for the organisms to present complex beta-lactam resistance phenotypes. Additionally, these organisms frequently contain other genes that confer resistance to quinolones, aminoglycosides, tetracyclines, sulphonamides and other families of antimicrobial agents, which cause multiresistance or even panresistance. Currently, the most important type of class A carbapenemases are KPC enzymes, whereas VIM, IMP and (particularly) NDM in class B and OXA-48 (and related) in class D are the more relevant enzymes. Whereas some enzymes are encoded by chromosomal genes, most carbapenemases are plasmid-mediated (with genes frequently located in integrons), which favors the dissemination of the enzymes. Detailed information of the genetic platforms and the context of the genes coding for the most relevant enzymes will be presented in this review.

Keywords:
Enterobacteriaceae
Beta-lactams
Carbapenemases
Multiresistance
Resumen

El mecanismo más importante de resistencia a carbapenémicos en enterobacterias es la producción de carbapenemasas, aunque dicha resistencia también puede deberse a la combinación de betalactamasas tipo AmpC o, en menor medida, de espectro extendido, combinadas con disminución de la permeabilidad de la membrana externa. Se conocen 3 tipos moleculares de carbapenemasas: A, B y D. Las de las clases A y D son betalactamasas de serina, mientras que las de clase B son metalobetalactamasas (su actividad depende del cinc). Las carbapenemasas también hidrolizan otros betalactámicos, además de carbapenémicos, pero el perfil de sustrato concreto depende de la enzima considerada. En términos generales, las enzimas de clase A se inhiben en mayor o menor medida por ácido clavulánico y las de clase B no afectan a los monobactámicos y se inhiben por quelantes del cinc. Las enterobacterias que producen carbapenemasas, generalmente contienen otros genes de resistencia a betalactámicos y no es raro que presenten fenotipos de resistencia a betalactámicos complejos. Además, estos organismos frecuentemente contienen genes de resistencia a quinolonas, aminoglucósidos, tetraciclinas, sulfonamidas y otros antimicrobianos, causando multirresistencia o incluso panresistencia. Actualmente, las carbapenemasas más importantes de clase A son KPC, las de clase B son VIM, IMP, y en especial NDM, y las de clase D, OXA-48 y similares. Aunque algunas enzimas están codificadas por genes cromosómicos, la mayoría están mediadas por plásmidos (y los correspondientes genes con frecuencia se encuentran en integrones), lo cual favorece la diseminación de estas enzimas. En esta revisión se presenta información detallada sobre las plataformas y los contextos genéticos de los genes que codifican las enzimas más relevantes.

Palabras clave:
Enterobacterias
Betalactámicos
Carbapenemasas
Multirresistencia
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