Ιn vitro και in vivo μελέτη της βακτηριοκτόνου δράσεως των καρβαπενεμών έναντι εντεροβακτηριακών που παράγουν μεταλλοένζυμα της ομάδας VIM

Abstract

ΣΚΟΠΟΣ: Mελέτη της αντιμικροβιακής δράσεως των καρβαπενεμών έναντιεντεροβακτηριακών περιλαμβανομένων στελεχών Klebsiella pneumoniae που παράγουνμεταλλο-β-λακταμάσες της ομάδας VIM με τη χρήση in vitro (MIC, καμπύλες θανάτωσης)καθώς και in vivo (πειραματικές λοιμώξεις σε επίμυες) μεθοδολογιών.ΜΕΘΟΛΟΓΙΑ: Μελετήθηκαν επτά στελέχη Klebsiella pneumoniae με διαφορετικήευαισθησία στις καρβαπενέμες, τα οποία παρήγαγαν VIM-1 μεταλλο-β-λακταμάση. Ταστελέχη απομονώθηκαν από καλλιέργειες αίματος ασθενών από πέντε ελληνικά νοσοκομείακατά την περίοδο 2003-2005. Η ταυτοποίηση των στελεχών έγινε με το σύστημα API20E(BioMerieux). H τυποποίηση των στελεχών Κ. pneumoniae έγινε με ηλεκτροφόρησηπαλλόμενου πεδίου (PFGE). Η παρουσία του blaVIM γονιδίου, πιστοποιήθηκε με δοκιμασίααλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR). Ο έλεγχος ευαισθησίας των υπό μελέτηστελεχών στα αντιβιοτικά έγινε: (α) με αντιβιογράμματα κατά Kirby-Bauer (β) μεπροσδιορισμό των ελάχιστων ανασταλτικών συγκεντρώσεων (MIC) των αντιβιοτικών με τημέθοδο E-test (γ) με προσδιορισμό των ελάχιστων ανασταλτικών συγκεντρώσεων (MIC) καιτων ελάχιστων βακτηριοκτόνων συγκεντρώσεων (MBC) με τη μέθοδο των μικροαραιώσεων.Ακολούθησε in vitro μελέτη της κινητικής θανάτωσης των επτά στελεχών (killing curves) σεδιαφορετικά ενοφθαλμίσματα (104, 106 και 108 cfu/ml ) υπό την επίδραση καρβαπενεμών(ιμιπενέμη, μεροπενέμη, ερταπενέμη) καθώς και άλλων αντιμικροβιακών παραγόντων(αζτρεονάμη και γενταμικίνη). Ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε ευαίσθητο στέλεχος K.pneumoniae που δεν περιείχε το blaVIM γονίδιο , αλλά το ειδικό για το είδος γονίδιο blaSHV-1που αδρανοποιεί την αμπικιλλίνη. Στη συνέχεια επιλέγησαν τρία αντιπροσωπευτικά -όσοναφορά τις ελάχιστες ανασταλτικές συγκεντρώσεις MIC- VIM-θετικά στελέχη καθώς και τοαρνητικό στέλεχος-μάρτυρας προκειμένου να μελέτηθεί in vivo η αλληλεπίδρασή τους με τιςευρέως χρησιμοποιούμενες καρβαπενέμες ιμιπενέμη και μεροπενέμη, με βάση το μοντέλοτης εντοπισμένης λοίμωξης στο μηρό ουδετεροπενικών μύων, για δύο δοσολογικά σχήματα,30 και 60 mg/kg σωματικού βάρους, με ενδοπεριτοναϊκή έγχυση, ανά 2 ώρες έωςσυμπληρώσεως 24ώρου, αντίστοιχα.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Όλα τα στελέχη παρουσίαζαν αντοχή ή μειωμένη ευαισθησία στηνιμιπενέμη σύμφωνα με τα κριτήρια CLSI 2010 και είχαν φαινοτυπικά χαρακτηριστικάσυμβατά με παραγωγή β-λακταμασών τύπου VIM. Το εύρος των MIC για τις καρβαπενέμεςαντιπροσώπευε ικανοποιητικά το φάσμα των VIM-θετικών στελεχών που απομονώνονταιστα ελληνικά νοσοκομεία. Στη μελέτη της κινητικής θανάτωσης διαπιστώθηκε αυξημένημικροβιακή θανάτωση ιδιαίτερα τις πρώτες ώρες, για το χαμηλότερο ενοφθάλμισμα και τηνυψηλότερη συγκέντρωση καρβαπενέμης. Παράλληλα, παρατηρήθηκε η αντιστρόφως ανάλογη σχέση των τιμών MIC με το ρυθμό και τη διάρκεια θανάτωσης παρουσίακαρβαπενέμης. Ωστόσο, στο πυκνότερο μικροβιακό ενοφθάλμισμα (108 cfu/ml), ηανταπόκριση υπήρξε ελάχιστη, ακόμα και για το ευαίσθητο VIM αρνητικό στέλεχος. Μόνογια το χαμηλότερο ενοφθάλμισμα 104 cfu/ml σε όλα τα στελέχη και στο ενδιάμεσοενοφθάλμισμα 106 cfu/ml στο ευαίσθητο στέλεχος και για την υψηλότερη συγκέντρωσηιμιπενέμης, επιτεύχθηκε πλήρης θανάτωση του μικροβίου στις 24 ώρες. Στις υπόλοιπεςπεριπτώσεις υπήρξε ανάκαμψη στις 24 ώρες με προηγούμενη λογαριθμική μείωση τωναρχικών αποικιών αντιστρόφως ανάλογη της MIC του μικροβιακού στελέχους. Σε κάθεπερίπτωση επιβεβαιώθηκε σημαντικό φαινόμενο ενοφθαλμίσματος το οποίο έχει περιγραφείμε πενικιλλίνες, όχι όμως με αμινογλυκοσίδες, κινολόνες και ιμιπενέμη. Ομοίως, στηνπειραματική λοίμωξη σε μύες επιβεβαιώθηκε ότι η βακτηριοκτόνος δράση τωνκαρβαπενεμών ήταν μεγίστη στο VIM αρνητικό στέλεχος, ενδιάμεση στο VIM θετικόστέλεχος με τη χαμηλότερη MIC και μικρότερη στο VIM θετικό στέλεχος με την υψηλότερηMIC. Η επίτευξη Τ > MIC για χρόνο 33- 45 % του μεσοδιαστήματος των δόσεων,συνοδεύτηκε από ικανοποιητικό θεραπευτικό αποτέλεσμα για τα στελέχη με χαμηλή καιενδιάμεση MIC (2 και 4 μg/ml). Το θεραπευτικό σχήμα με την υψηλότερη δόσηκαρβαπενεμών ήταν αποτελεσματικότερο για όλα τα στελέχη. In vivo, η μεροπενέμη ήταν σημαντικά δραστικότερη της ιμιπενέμης (μετρήσιμη αντιμικροβιακή δράση) για VIM-θετικόστέλεχος με την ίδια MIC.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης είναι συμβατά με τηνπρόσφατα διατυπωθείσα θέση σύμφωνα με την οποία οι καρβαπενέμες - και κυρίως ημεροπενέμη - μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη θεραπεία των νοσοκομειακών λοιμώξεωνπου προκαλούνται από VIM-θετικά στελέχη Klebsiella pneumoniae.