Carbapenêmicos e Monobactâmicos

Carbapenêmicos e monobactâmicos são duas outras subclasses de beta-lactâmicos. Os carbapenêmicos possuem um carbono no lugar do enxofre usual do anel e uma distintiva cadeia lateral trans-hidroxietil, conferindo-lhes um amplo espectro e notável estabilidade contra muitas beta-lactamases. Os monobactâmicos, exemplificados pelo aztreonam, possuem um beta-lactâmico monocíclico sem um segundo anel fundido e atuam seletivamente em bactérias Gram-negativas aeróbias.

Definition

Carbapenêmicos são beta-lactâmicos bicíclicos com um núcleo carbapenêmico e atividade de amplo espectro, estável à beta-lactamase; monobactâmicos são beta-lactâmicos monocíclicos ativos principalmente contra bactérias Gram-negativas aeróbias. Ambos inativam as proteínas de ligação à penicilina através do mecanismo beta-lactâmico compartilhado.

Scope

Este tópico aborda as características estruturais dos carbapenêmicos e monobactâmicos, a base do amplo espectro e da estabilidade dos carbapenêmicos às beta-lactamases, o foco restrito dos monobactâmicos em Gram-negativos e o surgimento da resistência mediada por carbapenemases. É uma visão geral de referência sem orientação prescritiva.

Core questions

• Quais características estruturais conferem aos carbapenêmicos seu amplo espectro e estabilidade à beta-lactamase?
• Por que a atividade do aztreonam é amplamente restrita a bactérias Gram-negativas aeróbias?
• O que são carbapenemases e por que elas são importantes?

Key concepts

• Núcleo carbapenêmico
• Cadeia lateral trans-hidroxietil
• Beta-lactâmico monocíclico
• Aztreonam
• Atividade de amplo espectro
• Estabilidade à beta-lactamase
• Carbapenemases
• Agentes de reserva (último recurso)

Mechanisms

Ambas as subclasses inativam as proteínas de ligação à penicilina através do mecanismo beta-lactâmico comum. A substituição do enxofre penâmico por carbono nos carbapenêmicos e sua cadeia lateral trans-hidroxietil conferem estabilidade incomum à hidrólise pela maioria das beta-lactamases de serina e um amplo espectro que abrange muitos organismos Gram-positivos, Gram-negativos e anaeróbios, o que os tornou importantes agentes de reserva (Papp-Wallace et al., 2011; Bush & Bradford, 2016). Os monobactâmicos não possuem um segundo anel fundido; o aztreonam liga-se preferencialmente à PBP3 de bactérias Gram-negativas aeróbias, o que explica seu espectro restrito e sua estabilidade a muitas beta-lactamases, poupando grande parte da flora Gram-positiva e anaeróbia. A resistência aos carbapenêmicos é impulsionada em grande parte por enzimas carbapenemases — incluindo carbapenemases de serina (por exemplo, KPC) e metalo-beta-lactamases (por exemplo, NDM-1) — frequentemente combinadas com a perda de porinas (Walsh et al., 2011; Bush & Bradford, 2016).

Clinical relevance

Os carbapenêmicos são beta-lactâmicos de último recurso para infecções graves, e os monobactâmicos ilustram como um beta-lactâmico de anel único pode alcançar um perfil restrito e focado em Gram-negativos; ambos são centrais para o ensino da gestão antimicrobiana e da resistência. Esta entrada descreve as classes para orientação educacional e não é uma fonte de recomendações de dosagem ou tratamento.

Epidemiology

A disseminação de Enterobacterales produtoras de carbapenemase é uma das principais preocupações globais de resistência; o enquadramento ESKAPE da IDSA destacou os patógenos Gram-negativos resistentes a carbapenêmicos como uma lacuna prioritária (Boucher et al., 2009), e a disseminação internacional de metalo-beta-lactamases como a NDM-1 sublinhou a rapidez com que a resistência a carbapenêmicos pode se mover entre regiões (Walsh et al., 2011).

Evidence & guidelines

O uso e a notificação de carbapenêmicos e monobactâmicos dependem de testes de suscetibilidade padronizados e pontos de corte de órgãos como EUCAST e CLSI, e a vigilância da epidemiologia das carbapenemases informa as prioridades de gestão; esta visão geral resume as propriedades da classe em vez de qualquer diretriz específica.

History

Os carbapenêmicos surgiram do produto natural tienamicina, cuja instabilidade levou ao desenvolvimento do imipenem e, posteriormente, de agentes mais estáveis, como o meropenem (Papp-Wallace et al., 2011). Os monobactâmicos foram desenvolvidos em torno do arcabouço beta-lactâmico monocíclico de ocorrência natural, resultando no aztreonam como um agente seletivo para Gram-negativos. Em poucas décadas, as carbapenemases — incluindo KPC e a metaloenzima NDM-1 — surgiram e se espalharam, corroendo o status de reserva dos carbapenêmicos (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 que os carbapenêmicos são frequentemente descritos como antibióticos de reserva de amplo espectro?

Seu núcleo carbapenêmico e cadeia lateral os tornam estáveis à maioria das beta-lactamases de serina e ativos contra uma ampla gama de bactérias, por isso são frequentemente mantidos em reserva para infecções graves ou resistentes.

Como o aztreonam difere de outros beta-lactâmicos?

O aztreonam é um monobactâmico com apenas um anel beta-lactâmico; ele atua seletivamente em bactérias Gram-negativas aeróbias e não possui atividade significativa contra organismos Gram-positivos e anaeróbios.