Φαρμακοκινητική νεότερων αντιβιοτικών σε πειραματικό εμπύημα σε κονίκλους

Abstract

Objective: To determine the extent of linezolid, ertapenem and azithromycin penetration into empyemic fluid using a rabbit model of empyema. Methods: An empyema was created via the intrapleural injection of 5mL (1010) of Escherichia coli bacteria (ATCC 35218) into the pleural space of New Zealand white rabbits. After an empyema was verified by thoracocentesis, 24 hours post inocculation, linezolid (10 mg/kg) and ertapenem (60 mg/kg) was administered intravenously into 10 and 8 rabbits correspondingly and azithromycin (15 mg/kg). Antibiotics levels were determined in samples of pleural fluid and blood serum, collected serially at 1, 2, 4, 6 and 8 hours after administration for linezolid and ertapenem and at 2, 8, 24, 48 and 72h for azithromycin. Samples were treated for protein precipitation and drug extraction and antibiotic levels were estimated using an HPLC analytical method with fluorimetric detection. Results: Linezolid as well as ertapenem and azithromycin penetrate well into the empyemic pleural fluid, exhibiting a slower onset and decline compared to the corresponding blood serum levels. Equilibration between pleural fluid and blood serum compartments seemed to occur at 1,5 hours for both linezolid and ertapenem, with peak pleural fluid levels (Cmaxpf of 2,02 ± 0,73 mcg/mL and Cmaxpf of 3,74 ± 1,39 mcg/mL. correspondingly) occurring 2 hours post antibiotics administration and decreasing very slowly thereafter. The serum concentrations for both antibiotics were significantly lower from the corresponding pleural fluid ones during the 8 hours collecting data, with the exception of samples collected at the 1st hour (Cmaxserum of 2.1± 1.2 mcg/mL for linezolid and Cmaxserum of 6.26 ± 2.98 mcg/mL for ertapenem). The area under the concentration versus time curve (AUC) for linezolid was almost fourfold higher in the pleural fluid compared to the blood serum compartment. The terminal half-life (T1/2) was equal for the two compartments, with a slight superiority from the T1/2 of the pleural fluid. The area under the concentration versus time curve (AUC) and terminal half-life (T1/2) of ertapenem was approximately one and half higher in the pleural fluid compared to the blood serum compartment Equilibration between pleural fluid and blood serum compartments for azithromycin seemed to occur at 2 hours, with peak pleural fluid levels (Cmaxpf of 0,48 mcg/mL) occurring 24 hours post administration and decreasing very slowly thereafter. Peak serum concentration (Cmaxserum of 0,24 mcg/mL) was observed 2h after administration and, thereafter, serum antibiotic levels remained lower than the corresponding pleural fluid ones. The area under the concentration versus time curve (AUC) and terminal half-life (T1/2) of azithromycin was three- to six fold and twofold higher, respectively, in the pleural fluid compared to the blood serum compartment. Conclusion: After intravenous administration, pleural fluid levels of both antibiotics are inhibitory for specified sensitive pathogens – such as Escherichia coli (ATCC 35218) - causing empyema

Εισαγωγή: Η πλευριτική συλλογή συνεχίζει να αποτελεί ένα σημαντικό ιατρικό πρόβλημα καθώς οι ασθενείς με εμπύημα εμφανίζουν αυξημένη νοσηρότητα και θνητότητα. Πρώτη αιτία ανάπτυξης εμπυήματος αποτελεί συνήθως η πνευμονία, ωστόσο μπορεί να είναι και αποτέλεσμα α) βακτηριακής εξάπλωσης από τον πνεύμονα, τα οστά της θωρακικής κοιλότητας, το μεσοθωράκιο και από παθήσεις κάτωθεν του διαφράγματος, β) βακτηριακής εξάπλωσης από το αίμα ή τη λέμφο και γ) ενοφθαλμισμού μικροβίων κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων ή λόγω τραύματος.Για τη θεραπεία του εμπυήματος συνήθως χορηγούνται αντιβιοτικά και πραγματοποιείται παροχέτευση του υγρού, ενώ σε επιπλεγμένες περιπτώσεις γίνεται έγχυση θρομβολυτικών και επί αποτυχίας αυτών πραγματοποιούνται επεμβατικές χειρουργικές μέθοδοι (π.χ. ανοιχτή θωρακοτομή, θωρακοσκόπηση). Καθώς η χορήγηση αντιβιοτικών αποτελεί την πρώτη και βασική επιλογή στην αντιμετώπιση του εμπυήματος είναι πολύ σημαντική η επιλογή του καταλληλότερου με βάσει τη φαρμακοδυναμική και φαρμακοκινητική ικανότητα αυτού τόσο στον πνευμονικό ιστό, όσο και στην υπεζωκοτική συλλογή. Σκοπός της μελέτης: Η μελέτη αυτή πραγματοποιείται με σκοπό α) τη μελέτη της φαρμακοκινητικής ικανότητας νεώτερων αντιβιοτικών όπως η azithromycin, η ertapenem και η linezolid στον ορό και το πλευριτικό υγρό των πειραμάτοζωων και β) την αποτελεσματικότητα τους στη θεραπεία του εμπυήματος που προκαλείται από κοινά βακτηρίδια (φαρμακοδυναμική) με βάση τα επίπεδα συγκέντρωσης των αντιβιοτικών στο πλευριτικό υγρό των πειραματόζωων. Υπόθεση: Υποθέτουμε ότι η azithromycin, η ertapenem και η linezolid μετά από ενδοφλέβια έγχυσή τους διεισδύουν στην υπεζωκοτική κοιλότητα και επιτυγχάνουν θεραπευτικά επίπεδα στο πλευριτικό υγρό των κονίκλων. Σχεδιασμός μελέτης: Τριάντα οκτώ αρσενικά άσπρα κουνέλια Νέας Ζηλανδίας βάρους μεταξύ 2 και 3 κιλών χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη αυτή τα οποία αναισθητοποιήθηκαν με κεταμίνη 50 mg/ Kg ενδομυϊκά ( ΙΜ ), ατροπίνη 0,04 mg / Kg και ξυλαζίνη 5mg / Kg IM.Το δεξιό πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα κάθε κουνελιού ξυρίστηκε και καθαρίστηκε με ιωδιούχο ποβιδόνη και οινόπνευμα. Τα ζώα τοποθετήθηκαν στο χειρουργικό τραπέζι και στη συνέχεια μία μέση τομή 0,5 cm έγινε επάνω από τα όρια του δεξιού ημιθωρακίου με ένα νυστέρι. Ένας ειδικά προετοιμασμένος 16- gauge καθετήρας (έχοντας επιπρόσθετες οπές στην κορυφή του) εισήχθη στην υπεζωκοτική κοιλότητα. Ο καθετήρας στερεώθηκε με ράμμα στο δέρμα και στο άκρο του έξω από την υπεζωκοτική κοιλότητα και συνδέθηκε με ένα three- way stopcock ώστε να αναρροφηθεί όλος ο αέρας για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος δημιουργίας πνευμοθώρακα στο κουνέλι. Στη συνέχεια ο καθετήρας μέσου τούνελ εξήχθη υποδορίως στην περιοχή ανάμεσα στις ωμοπλάτες του κουνελιού για να ασφαλιστεί. Χορηγήθηκε 2 ml turpentine στην υπεζωκοτική κοιλότητα των κουνελιών και στη συνέχεια προωθήθηκε με 1,5 ml φυσιολογικού ορού. Μετά 24 ώρες χορηγήθηκαν 1010 Escherichia coli (διαλυμένης σε 2 ml φυσιολογικού ορού) στην υπεζωκοτική κοιλότητα των ζώων. Ποσότητα 0,5 ml αναρροφήθηκε 24 ώρες μετά τη χορήγηση των μικροβίων για ανάλυση. Το πλευριτικό υγρό αναλύθηκε για pH χρησιμοποιώντας έναν αναλυτή αερίων αίματος και για γλυκόζη και LDH στο μικροβιολογικό εργαστήριο. Τα κριτήρια του εμπυήματος ήταν: πλευριτικό υγρό πυώδες και αυξημένης γλοιότητας με γλυκόζη < 40 mg / dl, pH πλευριτικού υγρού < 7,10 και LDH.>1000 U/L.Μετά την εγκαθίδρυση του εμπυήματος σε καθένα από τα κουνέλια χορηγήθηκε ένα αντιβιοτικό μέσω της επιχείλιας φλεβός του ωτός για χρονικό διάστημα έγχυσης μεγαλύτερο από 3 λεπτά. Τα αντιβιοτικά που χορηγήθηκαν ήταν τα εξής: ερταπενέμη (Invanz, Merck Sharp) σε 8 κονίκλους, λινεζολίδη (Zyvoxid, Pfizer) σε 10 κονίκλους και αζιθρομυκίνη (Zithromax, Pfizer) σε 10 κονίκλους επίσης, ενώ δέκα ζώα αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου με χορήγηση μικροβίου δίχως όμως χορήγηση ενδοφλέβιας αντιβίωσηςΔείγματα εμπυηματικού πλευριτικού υγρού και ορού αίματος συγκεντρώθηκαν 1, 2, 4, 6 και 8 ώρες μετά τη χορήγηση της ερταπενέμης και της λινεζολίδης, ενώ για την αζιθρομυκίνη –λόγω διαφορετικών φαρμακολογικών χαρακτηριστικών - σε 2, 8, 24, 48 και 72 ώρες. Αμέσως μετά τη συγκέντρωση των δειγμάτων, αυτά φυγοκεντρήθηκαν στις 3000 στροφές/λεπτό για 15 λεπτά και στη συνέχεια καταψύχθηκαν στους – 20ο C. Αφού συγκεντρώθηκαν, μεταφέρθηκαν σε ξηρό πάγο στο Εργαστήριο Τοξικολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης όπου έγινε η μέτρηση των επιπέδων των αντιβιοτικών με HPLC.Αποτελέσματα:Από την ανάλυση αυτή έγινε η φαρμακοκινητική και φαρμακοδυναμική μελέτητων αντιβιοτικών....