I carbapenemi sono una classe molto potente di antibiotici beta-lattamici strutturalmente correlati alle penicilline. Sono antibiotici ad ampio spettro e agiscono contro i batteri gram-negativi, gram-positivi e quelli che crescono in assenza di ossigeno. Questi farmaci sono generalmente utilizzati nei casi di infezione da più tipi di batteri o quando i batteri invasivi sono resistenti ad altri tipi di antibiotici. Ci sono ceppi di batteri che hanno sviluppato un gene per la resistenza ai carbapenemi, allarmando la comunità medica con i timori di un superbatterio mondiale.
Gli antibiotici beta-lattamici hanno tutti una struttura ad anello composta da tre atomi di carbonio e un atomo di azoto. Interferiscono con la sintesi della parete cellulare batterica interferendo con una fase cruciale della sintesi. Questi composti bloccano le proteine leganti la penicillina (PBP). Questo lascia liberi gli intermedi della parete cellulare batterica. Induce la cellula a produrre enzimi che degradano la sua stessa parete cellulare, uccidendo l’organismo.
Molti batteri producono enzimi che degradano gli antibiotici beta-lattamici. Tali enzimi sono noti come beta-lattamasi. È pratica comune prescrivere questo tipo di antibiotico con un inibitore della beta-lattamasi, in modo che i batteri non possano degradare l’antibiotico. Con i carbapenemi, l’inibitore della beta-lattamasi utilizzato è la cilastatina.
Esistono diversi tipi di carbapenemi utilizzati nella pratica clinica. Il primo composto ad essere utilizzato è stato l’imipenem, comunemente prescritto con la cilastatina. Non è necessario utilizzare altri tipi di inibitori con questo inibitore della beta-lattamasi. Questi composti variano in base al quale si legano a PBP, il che conferisce una certa selettività verso diversi tipi di organismi. Ad esempio, quelli che inibiscono la PBP3 sono specifici per il patogeno opportunista Pseudomonas aeruginosa.
I carbapenemi sono gli antibiotici più potenti conosciuti, poiché sono in grado di contenere una gamma così diversificata di infezioni batteriche. Di solito vengono salvati per essere utilizzati come misura di ultima istanza, in modo da non incoraggiare lo sviluppo di resistenza contro di essi. Tali antibiotici vengono generalmente somministrati per via endovenosa negli ospedali.
Questa classe di antibiotici è in grado di uccidere la maggior parte dei batteri che producono inibitori delle beta-lattamasi, perché la sua struttura è leggermente diversa rispetto alle altre classi di antibiotici beta-lattamici. Tuttavia, si sono sviluppati nuovi ceppi di batteri enterici che portano un gene di resistenza che consente loro di degradare la beta-lattamasi dei carbapenemi. I batteri enterici sono batteri gram-negativi come l’Escherichia coli. Il nuovo gene di resistenza è noto come NDM-1. È una beta-lattamasi con uno ione metallico come cofattore ed è stata isolata per la prima volta a Nuova Delhi, in India. Quindi, il nome sta per New Delhi metallo beta-lattamasi.
Un certo numero di pazienti nel Regno Unito sono stati ricoverati in ospedale con ceppi di batteri contenenti questo gene di resistenza. Alcuni sono morti. La maggior parte era stata nel subcontinente indiano, principalmente per interventi di chirurgia estetica. Altri avevano contratto la malattia da altri pazienti dell’ospedale. Le infezioni si sono verificate anche negli Stati Uniti, in Canada e in molti altri paesi.
Non esiste un’altra classe di antibiotici che possa sostituire i carbapenemi. Il gene NDM-1 può essere trasferito tra diversi tipi di batteri. Se finisce in un ceppo resistente a tutti gli antibiotici e si diffonde facilmente tra i pazienti, sarebbe una seria minaccia per la salute umana.