Os carbapenêmicos são uma classe muito poderosa de antibióticos beta-lactâmicos que estão estruturalmente relacionados às penicilinas. Eles são antibióticos de amplo espectro e atuam contra bactérias gram-negativas, gram-positivas e aquelas que crescem na ausência de oxigênio. Esses medicamentos são geralmente usados em casos de infecção por vários tipos de bactérias ou quando as bactérias invasivas são resistentes a outros tipos de antibióticos. Existem cepas de bactérias que desenvolveram um gene de resistência aos carbapenêmicos, alarmando a comunidade médica com o temor de uma superbactéria mundial.
Todos os antibióticos beta-lactâmicos têm uma estrutura em anel composta por três átomos de carbono e um átomo de nitrogênio. Eles interferem na síntese da parede celular bacteriana, interferindo em uma etapa crucial da síntese. Esses compostos bloqueiam as proteínas de ligação à penicilina (PBP). Isso deixa os intermediários da parede celular bacteriana soltos. Ele engana a célula para produzir enzimas que degradam sua própria parede celular, matando o organismo.
Muitas bactérias produzem enzimas que degradam os antibióticos beta-lactâmicos. Essas enzimas são conhecidas como beta-lactamases. É prática comum prescrever esse tipo de antibiótico com um inibidor da beta-lactamase, de forma que a bactéria não possa degradar o antibiótico. Com os carbapenêmicos, o inibidor da beta-lactamase usado é a cilastatina.
Existem vários tipos diferentes de carbapenêmicos usados na prática clínica. O primeiro composto a ser usado foi o imipenem, comumente prescrito com cilastatina. Tipos posteriores de inibidores não precisam ser usados com este inibidor da beta-lactamase. Esses compostos variam em que PBP eles se ligam, o que dá alguma seletividade para diferentes tipos de organismos. Por exemplo, aqueles que inibem PBP3 são específicos para o patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa.
Os carbapenêmicos são os antibióticos mais poderosos conhecidos, pois são capazes de conter uma gama tão diversa de infecções bacterianas. Normalmente são guardados para uso como medida de último recurso, de modo a não encorajar o desenvolvimento de resistência contra eles. Esses antibióticos são normalmente administrados por via intravenosa em hospitais.
Esta classe de antibióticos é capaz de matar a maioria das bactérias que produzem inibidores da beta-lactamase, porque sua estrutura é ligeiramente diferente das outras classes de antibióticos beta-lactâmicos. No entanto, desenvolveram-se novas cepas de bactérias entéricas que carregam um gene de resistência que lhes permite degradar a beta-lactamase dos carbapenêmicos. Bactérias entéricas são bactérias gram-negativas, como Escherichia coli. O novo gene de resistência é conhecido como NDM-1. É uma beta-lactamase com um íon metálico como cofator e foi isolada pela primeira vez em Nova Delhi, Índia. Portanto, o nome significa New Delhi metallo beta-lactamase.
Vários pacientes no Reino Unido foram hospitalizados com cepas de bactérias contendo esse gene de resistência. Alguns morreram. A maioria foi para o subcontinente indiano, principalmente para cirurgia estética. Outros contraíram a doença de outros pacientes no hospital. Infecções também ocorreram nos Estados Unidos, Canadá e vários outros países.
Não existe outra classe de antibióticos que possa substituir os carbapenêmicos. O gene NDM-1 pode ser transferido entre diferentes tipos de bactérias. Se acabar em uma cepa resistente a todos os antibióticos e se espalhar facilmente entre os pacientes, isso seria uma séria ameaça à saúde humana.