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Zwei Arten von Carbapenem-hydrolysierenden Enzymen sind beschrieben:
Serinenzyme, die ein Serin-Motiv in ihrem aktiven Zentrum besitzen und Metallo-ß-
Laktamasen (MBLs), die für ihre Aktivität divalente Kationen, normalerweise Zink, als
Co-Faktoren benötigen.
Die Serincarbapenemasen gehören ausnahmslos zu Ambler-Schema Klasse A oder
Klasse D Enzymen und vermitteln Carbapenemresistenz bei Enterobacteriaceae und
Acinetobacter spp.. Trotz der hohen Affinität dieser Enzyme zu Carbapenemen
vermitteln sie nicht immer eine „high-level“ Resistenz bzw. werden auch nicht alle durch
Clavulansäure inhibiert.
MBL´s können, wie alle ß-Laktamasen, in chromosomal kodierte und solche, die auf
übertragbaren genetischen Elementen (wie z.B. Transposons) lokalisiert sind, unterteilt
werden. In den letzten 5 Jahren wurde eine Vielzahl von neuen, übertragbaren MBL´s
beschrieben, die sich anscheinend sehr schnell verbreiten. In einigen Ländern machen
MBL-produzierende P. aeruginosa bis zu rund 20 % aller nosokomialen Isolate aus,
während in anderen Ländern die Anzahl noch vergleichsweise gering ist. In den letzten
Jahren sind zudem die MBL-Gene von P. aeruginosa auf verschiedene
Enterobacteriaceae übertragen worden. Ein klinisches Szenario, vergleichbar mit der
weltweiten Verbreitung von ESBL (extended-spectrum ß-lactamases) scheint sich
abzuzeichnen. Da MBL´s praktisch alle Klassen von ß-Laktamen hydrolisieren können
und ein wirksamer therapeutisch einsetzbarer Inhibitor derzeit, und wahrscheinlich auf
Jahre hinaus, nicht zur Verfügung steht, wäre die weitere und kontinuierliche
Ausbreitung von MBL´s eine klinische Katastrophe.
Metallo-ß-Lactamasen (MBL) :
Alle MBL´s hydrolisieren prinzipiell Imipenem. Ihre Fähigkeit dazu variiert beträchtlich,
so dass die Hydrolysierungsrate mit der Antibiotikaresistenz des Bakteriums nicht
immer korreliert. Bei allen Enzymen findet man die gemeinsame Eigenschaft, dass sie
durch EDTA oder andere chelatbildende Stoffe inhibiert werden; ein wesentliches
Merkmal aller MBL´s, das mit ihrem Wirkmechanismus zusammenhängt.
“Acquired” MBLs (also solche, die ein Bakterium durch Transfer von genetischem
Material (z.B. Plasmid) „erhalten“ hat) sind immer wichtiger werdende
resistenzbestimmende Faktoren bei Pseudomonas aeruginosa und anderen gramnegativen
pathogenen Bakterien. Diese Enzyme können praktisch alle ß-Laktame
inklusive Carbapeneme hydrolisieren. Sie können dem Trägerbakterium somit eine
Breitspektrum-ß-Laktam-Resistenz verleihen, die nicht mehr durch herkömmliche ß-
Laktamasen-Inhibitoren zu beeinträchtigen ist. MBL´s sind für gewöhnlich durch Gene
kodiert, die auf mobilen genetischen Elementen (sog. „integron-borne gene cassettes”)
lokalisiert sind. Diese können durch horizontalen Transfer an andere Stämme und sogar
andere Spezies weitergegeben und damit verbreitet werden. Ursprünglich wurden die
“Acquired” MBLs als selten und auf bestimmte Regionen begrenzt angesehen. Dies
änderte sich dramatisch. Mindestens vier verschiedene Typen von “Acquired” MBLs
sind nun bekannt (IMP, VIM, GIM, SPM), wobei VIM und IMP die größte Verbreitung
zeigen.
MBL´s des VIM-Types wurden erstmals in Europa entdeckt, wo sie anscheinend im
Vergleich zu IMP-Typen vorherrschen. Inzwischen wurden sie aber auch in Asien und
Amerika beschrieben. Sie sind eigentlich in nicht-fermentierenden gram-negativen
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