Carbapenémicos y Monobactámicos

Los carbapenémicos y los monobactámicos son otras dos subclases de betalactámicos. Los carbapenémicos presentan un átomo de carbono en lugar del azufre habitual del anillo y una distintiva cadena lateral trans-hidroxietilo, lo que les confiere un amplio espectro y una notable estabilidad frente a muchas betalactamasas. Los monobactámicos, ejemplificados por el aztreonam, poseen un betalactámico monocíclico sin un segundo anillo fusionado y actúan selectivamente sobre bacterias aerobias gramnegativas.

Definition

Los carbapenémicos son betalactámicos bicíclicos con un núcleo carbapenémico y actividad de amplio espectro, estable frente a betalactamasas; los monobactámicos son betalactámicos monocíclicos activos principalmente contra bacterias aerobias gramnegativas. Ambos inactivan las proteínas de unión a la penicilina a través del mecanismo betalactámico compartido.

Scope

Este tema abarca las características estructurales de los carbapenémicos y monobactámicos, la base del amplio espectro y la estabilidad frente a betalactamasas de los carbapenémicos, el enfoque estrecho en gramnegativos de los monobactámicos y la aparición de resistencia mediada por carbapenemasas. Se trata de una visión general de referencia sin directrices de prescripción.

Core questions

• ¿Qué características estructurales confieren a los carbapenémicos su amplio espectro y estabilidad frente a las betalactamasas?
• ¿Por qué la actividad del aztreonam se limita en gran medida a las bacterias aerobias gramnegativas?
• ¿Qué son las carbapenemasas y por qué son importantes?

Key concepts

• Núcleo carbapenémico
• Cadena lateral trans-hidroxietilo
• Betalactámico monocíclico
• Aztreonam
• Actividad de amplio espectro
• Estabilidad frente a betalactamasas
• Carbapenemasas
• Agentes de reserva (de último recurso)

Mechanisms

Ambas subclases inactivan las proteínas de unión a la penicilina mediante el mecanismo betalactámico común. La sustitución del azufre del penam por carbono en los carbapenémicos y su cadena lateral trans-hidroxietilo confieren una estabilidad inusual a la hidrólisis por la mayoría de las betalactamasas de serina y un amplio espectro que abarca muchos organismos grampositivos, gramnegativos y anaerobios, lo que los ha convertido en importantes agentes de reserva (Papp-Wallace et al., 2011; Bush & Bradford, 2016). Los monobactámicos carecen de un segundo anillo fusionado; el aztreonam se une preferentemente a la PBP3 de las bacterias aerobias gramnegativas, lo que explica su espectro estrecho y su estabilidad frente a muchas betalactamasas, al tiempo que respeta gran parte de la flora grampositiva y anaerobia. La resistencia a los carbapenémicos está impulsada en gran medida por enzimas carbapenemasas —incluidas las carbapenemasas de serina (p. ej., KPC) y las metalo-betalactamasas (p. ej., NDM-1)—, a menudo combinada con la pérdida de porinas (Walsh et al., 2011; Bush & Bradford, 2016).

Clinical relevance

Los carbapenémicos son betalactámicos de referencia de último recurso para infecciones graves, y los monobactámicos ilustran cómo un betalactámico de un solo anillo puede lograr un perfil estrecho y centrado en gramnegativos; ambos son fundamentales para la enseñanza de la gestión de antimicrobianos y la resistencia. Esta entrada describe las clases con fines de orientación educativa y no es una fuente de recomendaciones de dosificación o tratamiento.

Epidemiology

La propagación de Enterobacterales productores de carbapenemasas es una de las principales preocupaciones globales en materia de resistencia; el marco ESKAPE de la IDSA destacó los patógenos gramnegativos resistentes a carbapenémicos como una brecha prioritaria (Boucher et al., 2009), y la diseminación internacional de metalo-betalactamasas como NDM-1 subrayó la rapidez con la que la resistencia a carbapenémicos puede extenderse entre regiones (Walsh et al., 2011).

Evidence & guidelines

El uso y la notificación de carbapenémicos y monobactámicos se basan en pruebas de susceptibilidad estandarizadas y puntos de corte de organismos como EUCAST y CLSI, y la vigilancia de la epidemiología de las carbapenemasas informa las prioridades de gestión de antimicrobianos; esta visión general resume las propiedades de la clase en lugar de cualquier directriz específica.

History

Los carbapenémicos surgieron del producto natural tienamicina, cuya inestabilidad llevó al desarrollo de imipenem y, posteriormente, de agentes más estables como el meropenem (Papp-Wallace et al., 2011). Los monobactámicos se desarrollaron a partir del andamiaje betalactámico monocíclico de origen natural, dando lugar al aztreonam como agente selectivo para gramnegativos. En pocas décadas, las carbapenemasas —incluidas KPC y la metaloenzima NDM-1— surgieron y se propagaron, erosionando el estado de reserva de los carbapenémicos (Walsh et al., 2011).

Key figures

• Krisztina Papp-Wallace
• Robert Bonomo
• Helen Boucher
• Timothy Walsh

Seminal works

• papp-wallace-2011
• walsh-2011-ndm

Frequently asked questions

¿Por qué los carbapenémicos se describen a menudo como antibióticos de reserva de amplio espectro?

Su núcleo carbapenémico y su cadena lateral los hacen estables a la mayoría de las betalactamasas de serina y activos contra una amplia gama de bacterias, por lo que se suelen reservar para infecciones graves o resistentes.

¿En qué se diferencia el aztreonam de otros betalactámicos?

El aztreonam es un monobactámico con un solo anillo betalactámico; actúa selectivamente sobre bacterias aerobias gramnegativas y carece de actividad significativa contra organismos grampositivos y anaerobios.