Panrezistan A. baumannii`nin etken olduğu rat pnömoni modelinde tigesiklin kolistin kombinasyonunun etkinliği

Abstract

Giriş: Artan direnç nedeniyle Acinetobacter baumannii'nin etken olduğu pnömoni tedavisinde antibiyotik seçenekleri sınırlıdır. Tüm antibiyotiklere dirençlilik (pandrug rezistan) durumu ise polimiksinler ve tigesiklin hariç diğer antibiyotiklere dirençli olma durumudur. Bu durumda tedavi seçenekleri bu iki ilaçla sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle tedavide ilaç kombinasyonları denenmektedir. Çalışmamızda pandrug rezistan A.baumannii (PDRAB)'nin etken olduğu rat pnömoni modelinde tigesiklin, kolistin ve tigesiklin-kolistin kombinasyonunun akciğer dokusundaki bakteri sayısına etkisi araştırılmıştır.Araçlar ve yöntem: Kullanılan PDRAB suşu Ondokuz Mayıs Üniversitesi Tıp Fakültesi Araştırma ve Uygulama Hastanesi Merkez Laboratuarında izole edilen suşlardan seçildi. Clinical Laboratory and Standards Institute (CLSI) rehberlerine göre broth mikrodilüsyon metodu ile tigesiklin ve kolistin sülfat MİK (minimum inhibitör konsantrasyon)'leri belirlendi. İn vitro bakterisidal ve sinerjistik aktivite chequerboard ve time kill testleri ile çalışıldı.İn vivo çalışma için immünkompetan spesific pathogen free (SPF), Wistar albino dişi, 6-7 haftalık, ortalama 250 gram ratlar kullanıldı. Ratlara intratrakeal yolla 5x108 kob/ml bakteri içeren süspansiyon verildi. İnfekte ratlar üç tedavi ve bir kontrol grubu olmak üzere dört gruba randomize edildi. Her grupta 9 rat vardı. İlk gruba kolistin (Grup 1), ikinci gruba tigesiklin (Grup 2), üçüncü gruba kolistin ve tigesiklin (Grup 3) verildi. Kontrol grubuna herhangi bir antibiyotik verilmedi. Her grup kendi içinde 4'er rattan oluşan 24. saat ve 48. saat alt gruplarına randomize edildi. Bakteri inokülasyonundan 4 saat sonra tedaviye başlandı. Kolistimetat sodyum (1,25 mg/kg 6 saatte bir) ve tigesiklin (10 mg/kg 12 saatte bir) intraperitoneal (İP) uygulandı. Ayrıca inokulasyondan 4 saat sonra her gruptan randomize seçilen birer rata nekropsi yapıldı. Pnömoni tanısı kantitatif akciğer kültürü ve patolojik inceleme ile doğrulandı.Akciğerlerdeki bakteri sayısı üzerine tedavinin etkinliğini araştırmak için 24 ve 48. saatlerde her gruptan 4'er rata, son tedavi dozundan 4'er saat sonra ise kalan 4 rata nekropsi yapıldı. Akciğer dokusunun tamamı çıkarılıp, tartıldı, steril tuzlu su içerisinde doku homojenizatörü ile parçalandıktan sonra kantitatif ekimler yapıldı. Sonuçlar her grup için logaritmik olarak sayıldı, kontrol grubuyla karşılaştırıldı.Araştırmadan elde edilen veriler SPSS 15.0 paket programında analiz edildi.Bulgular: Chequerboard testi sonucunda iki antibiyotik arasında additif (toplam etkili), indiferens (etkisiz), time kill çalışması sonucunda 24. saat sonunda sinerjik aktivite saptandı.İn vivo çalışma sonucunda; akciğerlerdeki bakteri sayılarında tedavi edilen tüm gruplarda 24. saatte kontrol grubuna göre en az 3 log düşme tespit edildi (p < 0,01). Kolistin, tigesiklin ve kombinasyon gruplarının kendi aralarında ise anlamlı fark saptanmadı (p > 0,05). Tedavi grupları arasında tedavinin 48. saatinde saptanan bakteri sayıları arasında yine anlamlı fark yoktu (p>0,05). Ancak tedavi grupları ile kontrol grubu arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı idi (p=0,01).Her bir tedavi grubunda 24 ve 48. saatlerde akciğer dokusunda sayılan bakteri miktarı kendi içinde karşılaştırıldığında tüm gruplarda ikinci 24 saatte de 3 log'un üzerinde düşüş saptandı. Tigesiklin grubunda 24 ve 48. saatler arasındaki bakteri sayısında kolistin grubuna göre daha fazla azalma görüldü (sırasıyla p=0,038, p=0,139). En anlamlı azalma ise kombinasyon grubunda tespit edildi (p=0,014). Kontrol grubunda ise 24 ve 48. saatler karşılaştırıldığında bakteri sayısında fark yoktu (p=0,08).Sonuç: Çalışmamızda invitro sinerji saptansa da kolistin, tigesiklin ve kombinasyon tedavisinin akciğer dokusundaki bakteri sayısına etkileri bakımından istatiksel olarak anlamlı fark saptanmadı. Fakat tigesiklin kolistin kombinasyonunda ilk 48 saatte akciğer dokusundaki bakteri sayısındaki azalma daha fazlaydı. PDRAB'nin etken olduğu özellikle pnömoni gibi mortalitesi yüksek infeksiyonların tedavisinde klinik bulgular stabilleşinceye kadar tigesiklin ve kolistin kombinasyonu kullanılıp, daha sonra maliyet ve yan etkiler göz önüne alınarak tedaviye kolistin veya tigesiklinle monoterapi şeklinde devam edilebilir.Anahtar Kelimeler: Pandrug rezistan A. baumannii, kolistin, tigesiklin, rat pnömoni modeli

Introduction: Because of increasing resistance, antibiotic options for treatment of pneumonia caused by Acinetobacter baumannii are limited. Although there is no standart definition, pandrug resistance (PDR) is the condition of being resistant to all antibiotics but polymyxins and tigecycline. Treatment options are limited to polymyxins and tigecycline. Combination therapies are used in the treatment. In this study, the efficacy of tigecycline, colistin and tigecycline-colistin combination was investigated in a rat model of pneumonia caused by PDR A.baumannii.Matherials and methods: The PDR strain of A.baumannii in our study was selected from the strains that had been recovered from clinical samples. Minimum inhibitory concentration values of tigecycline and colistin were determined by broth microdilution method according to Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI). In vitro activitiy of the combination of tigecycline and colistin was evaluated by the chequerboard tecnique and time kill curves.Immunocompetent specific pathogen-free (SPF), 6-7 weeks old Wistar albino female rats, weighing average of 250 grams were used for the pneumonia model. Rats were given bacterial suspension of 5x108 KOB/ml by intratracheal instillation. The infected rats were randomized to four groups including three treatment and one control groups. There were 9 rats in each group. Colistin was given to group 1, tigecycline to group 2 and colistin-tigecycline combination to group 3. No drugs were given to control group. Animals were treated for 24 and 48 hours starting 4 h after bacterial inoculation. A rat from each group was randomly selected for necropsy 4 h after inoculation. Diagnosis of pneumonia was confirmed by quantitative lung culture and pathology.Each group was randomized to 24 h and 48 h subgroups including 4 rats. Colistimethate sodium (1.25 mg/kg, every 6 hours) and tigecycline (10 mg/kg, every 12 hours) were administered intraperitoneally (i.p). 4 rats from each group were necropsied after 24 and 48 hours in order to investigate the efficacy of treatments on the bacterial count in the lungs. Necropsy was performed 4 hours after the last treatment dose. All of lung tissue was removed and weighed and then quantitative cultures were performed after homogenization in sterile saline with tissue homogenizer. Colonies were counted logarithmically and compared with those of control group.The data obtained from the study were analyzed by using SPSS 15.0 program.Results: The results of the chequerboard test is additivity or indifference and time kill assays is synergy. The counts of bacteria (log10 KOB/g, mean ± standard deviation (S.D.) in the lungs are shown at least 3 log decrease in all treatment groups compared with 24 h control group (p<0,05). However, no significant difference was detected between colistin, tigecycline and combination groups (p>0,05). While bacterial counts obtained after 48 hours of treatment were not found statistically different between treatment groups, the results were found significant when compared with control group (p=0,01).In all groups, a decrease more than 3 log was detected in the bacterial count after 24 and 48 hours of treatment. The decrease in the tigecycline group after 48 hours was found more than colistin group (p=0,038). The most significant decrease was found in the combination group (p=0,014). In the control group, no significant decrease was detected in the bacterial count when compared after 24 and 48 hours of treatment (p=0,08).Conclusion: Although in vitro synergy was detected in our study, no difference was found between the efficacies of colistin, tigecycline and colistin-tigecycline combination on bacterial counts in the lung tissue. Colistin-tigecycline combination statistically were not found significant (p>0,05), however mean colony count was low in combination group. Colistin-tigecycline combination can be used in the treatment of infections with high mortality such as pneumonia caused by PDR A.baumannii. Tigecycline, combination with colistin for treatment of PDR A.baumannii pneumonia can be an alternative treatment option.