Carbapeneme

Qué es un carbapeneme

El nombre del grupo deriva precisamente de esa particularidad estructural: el prefijo "carba-" indica la sustitución del átomo de azufre por carbono, y "-penem" hace referencia al núcleo bicíclico betalactámico. El compuesto natural del que procede toda la clase, la tienamicina, fue aislado en 1976 a partir del microorganismo del suelo Streptomyces cattleya por investigadores de los laboratorios Merck. La tienamicina resultó ser un antibiótico extraordinariamente potente pero químicamente inestable, lo que obligó a desarrollar derivados semisintéticos aptos para el uso clínico.

El primero de esos derivados, el imipenem, se introdujo en la práctica en la década de 1980. Para evitar su degradación por la deshidropeptidasa renal DHP-1, fue necesario combinarlo con un inhibidor enzimático (cilastatina) que bloquea esa vía de inactivación. Ese detalle farmacológico, menor en apariencia, marcó la pauta para el desarrollo posterior de la clase.

Mecanismo de acción y estructura

Como el resto de los betalactámicos, los carbapenemes actúan inhibiendo la síntesis de la pared bacteriana. Se unen a las proteínas fijadoras de penicilina (PBP, por sus siglas en inglés), que son las enzimas encargadas del entrecruzamiento de las cadenas de peptidoglicano, el armazón estructural de la pared celular bacteriana. Al bloquear esas enzimas, la bacteria pierde la integridad de su pared y sufre lisis osmótica.

Lo que confiere a los carbapenemes su espectro tan extenso es la capacidad de unirse a un número mayor de PBP que las penicilinas convencionales, junto con una resistencia notable a la hidrólisis por la mayoría de las betalactamasas bacterianas. No son invulnerables, sin embargo. Las carbapenemasas, un grupo específico de betalactamasas capaces de hidrolizar el anillo carbapenémico, representan hoy uno de los problemas más serios de resistencia antimicrobiana a escala global.

Resistencia a los carbapenemes

Las bacterias emplean varios mecanismos para resistir la acción de estos compuestos. La producción de carbapenemasas es el más relevante: enzimas como la KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase), la NDM (New Delhi metallo-betalactamase) y la OXA-48 se han diseminado rápidamente entre bacilos gramnegativos, a menudo codificadas en plásmidos que facilitan su transmisión horizontal entre especies. Otros mecanismos incluyen la pérdida o la alteración de las porinas de la membrana externa (que reduce la entrada del antibiótico al espacio periplásmico) y la sobreexpresión de bombas de eflujo.

La Organización Mundial de la Salud incluyó en 2017 a las enterobacterias resistentes a carbapenemes entre los patógenos de prioridad crítica para la investigación de nuevos antimicrobianos. Esa clasificación refleja la gravedad del problema: cuando un carbapeneme deja de funcionar, las opciones restantes son escasas.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre carbapeneme?

De la estructura química del grupo. "Carba-" indica la presencia de un átomo de carbono en la posición que las penicilinas ocupan con azufre, y "-penem" describe el núcleo bicíclico betalactámico. El conjunto designa una clase que comparte esa arquitectura molecular.

¿Qué diferencia un carbapeneme de una penicilina?

Ambos comparten el anillo betalactámico y actúan sobre la pared bacteriana, pero el carbapeneme tiene un anillo de cinco miembros con carbono (en vez de azufre), lo que le confiere mayor estabilidad frente a betalactamasas y un espectro de actividad más amplio. En la práctica, los carbapenemes se reservan para situaciones en las que otros betalactámicos han perdido eficacia.

¿Qué son las carbapenemasas?

Son betalactamasas capaces de hidrolizar el anillo betalactámico de los carbapenemes, inactivándolos. Su diseminación entre bacterias gramnegativas, favorecida por plásmidos transferibles, constituye una de las amenazas más graves en el campo de la resistencia antimicrobiana.

Referencias

1. Manual MSD (versión para profesionales). Carbapenémicos.
2. Organización Mundial de la Salud. Lista de patógenos prioritarios para la I+D de nuevos antibióticos.
3. Real Academia Española. Carbapenémico. Diccionario de la lengua española.
4. Real Academia Nacional de Medicina de España. Diccionario de términos médicos.