Importance of pharmacokinetic parameters in an in-vítro comparative study between Ciprofioxacine and Fleroxacine over Gram negativa, multiresistent bacil.

SUMMARY

Inhibitory activity, bactericide activity, bacterial death cinetic and correlation between maximal plasmatic concentration (C max) and inhibitory bactericide activity (inhibitory index and bactericíde index) of ciprofloxacine and fleroxacine over multiresistent Gram negative bacili isolated in different chilean hospitals are studied. Both quinolones demonstrated inhibitory and bactericide activity over multiresistent E. coli. Quinolones activity over non-fermentatives Gram negative bacili was inferior; ciprofloxacine exhibited a better action over P. aeruginosa and Fleroxacine was more active over A. baumanni.
Although the greater plasmatic peak (C max) of Fleroxacine, Ciprofloxacine had superior inhibitory and bactericide index over E. coli y P. aeruginosa while Fleroxacine was more, efficient over A. baumanni according to the same parameters.

Sergio Mella M., Helia Bello T.*
Gerardo González R.**, Marina Domínguez Y*,
Claudia Zemelman M., Raúl Zemelman.*** y
Maritza Muñoz Q.***.

1. Servicio de Medicina Interna, Unidad de Farmacia, Hospital Clínico Regional de Concepción.
2. Laboratorio de antibióticos, departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción.

* Bioquímica
** Licenciado en Biología
*** Químico farmacéutico

RESUMEN

Se estudió la actividad inhibitoria, bactericidad, cinética de muerte bacteriana y correlación entre la concentración plasmática máxima (Cmáx) y la actividad inhibitoria y bactericida (índice inhibitorio e índice bactericida) de Ciprofloxacina y Fleroxacina sobre cepas de bacilos Gram negativos multiresistentes aislados de diferentes hospitales chilenos. Ambas quinolonas demostraron una actividad inhibitoria y bactericida sobre E. coli multiresistente. Sobre bacilos Gram negativos no fermetadores la actividad de los quinolonas fue inferior; exhibiendo Ciprofloxacina una mayor acción sobre P. aeruginosa y Fleroxacina una mayor actividad sobre A. baumannii. A pesar de los peak plasmáticos superiores (Cmáx) de Fleroxacina; Ciprofloxacina presentó índices inhibitorios y bactericidas superiores sobre E. coli y P. aeruginosa, mientras que sobre A. baumannii Fleroxacina fue más eficiente de acuerdo a estos mismos parámetros.

INTRODUCCION

Las fluoroquinolonas constituyen uno de los agentes antibacterianos de mayor desarrollo actual, destacando entre sus propiedades su amplio espectro de actividad, intensa acción bactericida, favorables propiedades farmacocinéticas, ausencia de resistencia transferida plasmidialmente, efecto post antibiótico y adecuada penetración intracelular (1, 2, 3,4).

Ciprofloxacina se ha mantenido como la molécula standard del grupo en relación a la cual se comparan nuevas moléculas(5). Fleroxacina [6,8-difluoro-1 (2-fluoroetil)-1,4-dihidro-7-(4-metil-1-piperazinil) -4-oxo-3-quinolina-3-ácido carboxílico] (6) es una quinolona que mantiene las favorables propiedades antibacterianas del grupo y además presenta un perfil farmacocinético superior que permite su administración una vez al día (6,7).

El estudio comparativo in vitro entre diferentes agentes antibacterianos habitualmente se basa en la comparación de la actividad inhibitoria (concentraciones mínimas inhibitorias [CMI])(8,9), sin embargo, algunos autores han enfatizado también la importancia de la acción bactericida (concentraciones mínimas bactericidas [CMB] (10,11); principalmente por las implicancias clínicas derivadas (pacientes inmunodeprimidos y/o infecciones producidas por bacterias con una tasa metabólica baja, como por ejemplo las asociadas a materiales protésicos y/o válvulas) (12,13). Otro aspecto que aparece como atractivo y habitualmente poco evaluado es relacionar parámetros farmacocinéticos con actividad antibacteriana.

Este trabajo se comparó la actividad inhibitoria y bactericida y su relación con las concentraciones plasmáticas máximas (Cmáx) de Ciprofloxacina y Fleroxacina sobre algunas cepas de bacilos Gram negativos multiresistentes aislados de hospitales chilenos.

MATERIALES Y METODOS

Se incluyeron 57 cepas de bacilos Gram negativos: con la siguiente distribución de especies: 17 cepas de Escherichia coli, 20 cepas de Acinetobacter baumannii y 20 cepas de Pseudomonas aeruginosa. Las cepas se aislaron de productos patológicos provenientes de centros hospitalarios del país. Estas cepas se seleccionaron por su susceptibilidad a Ciprofloxacina, pero amplia resistencia a cefalosporinas de tercera generación, aminoglicósidos y Aztreonam (14).

ANTIBIOTICOS

Ciprofloxacina (gentilmente proporcionada por Bayer de Chile) y Fleroxacina (gentilmente proporcionada por Hoffman - La Roche Inc., Nutley, U.S.A.).

Patrones de resistencia.

Estos fueron determinados por un método de difusión en agar (15).

Actividad inhibitoria y bactericida.

Se determinaron las CMI's por un método de dilución seriada en caldo (16) y las CMB's se determinaron según un método desarrollado en nuestros laboratorios (17).

Cinética de muerte bacteriana.

Esta se determinó por un método descrito anteriormente (17,18). Las quinolonas fueron ensayadas a una concentración equivalente a 4 veces la CMI correspondiente, que correspondió en todos los casos a una concentración bactericida. Estudiándose la acción bactericida durante 18h sobre suspensiones de cepas de E. coli, P. aeruginosa y A. baumannii cuya densidad celular fue de aproximadamente 1x10⁵ ufc/ml. Se efectuaron recuentos de células viables cada 60 minutos hasta completar 8 h. A las 18 horas se realizó un recuento bacteriano final. El criterio de muerte bacteriana fue definido según Pearson (19).

RESULTADOS

La Tabla I muestra la actividad inhibitoria y bactericida de Ciprofloxacina y Fleroxacina. La actividad de ambas quinolonas sobre E. coli fue eficiente, sin embargo, Ciprofloxacina exhibió una actividad superior a la de Fleroxacina.

Sobre bacilos Gram negativos no fermentadores (P. aeruginosa y A. baumannii) la actividad de ambas quinolonas fue menos eficiente, demostrándose mayor acción de Ciprofloxacina sobre P.aeruginosa y de Fleroxacina sobre A. baumannii.

Al comparar las medias geométricas de CMB y CMI, se puede comprobar la potencia bactericida de los compuestos en estudio, ya que el cuociente CMB/CMI fue inferior o igual a 2 con una sola excepción, Ciprofloxacina sobre A.baumannii en que se obtuvo un cuociente de 2.9

La Tabla II muestra los índices inhibitorios y bactericidas de las quinolonas ensayadas destacando los valores superiores obtenidos sobre E. coli en comparación a los obtenidos sobre bacilos no fermentadores. Los índices inhibitorios y bactericidas de Ciprofloxacina fueron superiores a los de Fleroxacina sobre E. coli y P. aeruginosa, mientras que sobre A. baumannii Fleroxacina exhibió una mayor actividad.

Desde el punto de vista cinético las dos quinolonas demostraron una eficaz acción bactericida en el tiempo, sin embargo, Ciprofloxacina produjo la muerte bacteriana en menor tiempo que Fleroxacina sobre las cepas ensayadas (Tabla III).

DISCUSION

Las quinolonas representan uno de los grupos de antibacterianos de mayor importancia e investigación tanto del punto de vista farmacéutico, microbiológico como clínico (1).

En este trabajo se comparó la actividad antibacteriana de Ciprofloxacina, la Fluoroquinolona de mayor uso en Chile con Fleroxacina una quinolona de reciente introducción en nuestro país caracterizada por su perfil farmacocinético superior. Los resultados de este trabajo demuestran una elevada actividad de las quinolonas ensayadas sobre E. coli multiresistente, una de las bacterias más frecuentemente aisladas en sepsis e infección nosocomial, particularmente cuando el foco infeccioso se encuentra en el tracto urinario (20,21). Considerando la actividad de ambos antibióticos pero a peso, Ciprofloxacina ejerce una actividad antibacteriana superior sobre E. coli y P. aeruginosa que la exhibida por Fleroxacina, siendo esta última más bactericida que Ciprofloxacina sobre A. baumannii. Desde un punto de vista farmacocinético si se consideran las concentraciones plasmáticas máximas (Cmáx) de ambos antimicrobianos, Fleroxacina alcanza peak plasmáticos mayores que Ciprofloxacina, así después de dosis de 400 mg. de Fleroxacina y 500 mg de Ciprofloxacina por vía oral, las Cmáx son de 5 Ug/ml y 2 Ug/ml, respectivamente (22,23). Sin embargo, resulta interesante comparar esta variable farmacocinética con la actividad inhibitorio y bactericida. Así Ellner y Neu propusieron el concepto de índice inhibitorio (II), que correspondería a la relación entre la concentración máxima alcanzada por el antimicrobiano en una muestra clínica (orina, sangre, bilis, LCR) y la CMI obtenida in vitro (24).

De la misma forma nosotros enfatizamos la importancia de la actividad bactericida por lo que proponemos de índice bactericida(IB), al relacionar la máxima concentración del antimicrobiano, en nuestro caso sangre, y la CMB. Resulta lógico plantear que mientras mayor sea el valor del II y del IB, las posibilidades de éxito terapeútico son superiores, particularmente para antimicrobianos como las quinolonas, en la que se plantea que su actividad bactericida es principalmente dependiente de la concentración más que del tiempo (25).

En base a estos parámetros, Ciprofloxacina a pesar de alcanzar concentraciones plásmaticas más bajas, exhibe II de IB superiores sobre E. coli y P. aeruginosa a los de Fleroxacina. Esto significa que la concentración máxima alcanzada por este antimicrobiano supera en mayor magnitud que Fleroxacina las concentraciones que se requieren para inhibir o matar estos microorganismos. En el caso de A. baumannii, sin embargo, la conclusión al respecto es inversa, Fleroxacina es más efectiva que Ciprofloxacina en base a los parámetros utilizados; debiéndose considerar que al momento actual las quinolonas no representan una alternativa adecuada para el tratamiento de infecciones producidas por Acinetobacter spp.(26,27,28).

En resumen, se plantea la importancia que en el estudio comparativo de antimicrobianos se utilicen no sólo parámetros habituales como actividades inhibitorias, sino que también destacar otros parámetros como actividad bactericida, cinética, de muerte bacteriana e introducir el uso de índices que relacionan concentración plasmática con actividad inhibitorio y bactericida (índice inhibitorio y bactericida).

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Autor de correspondencia: Sergio Mella M. Laboratorio de antibióticos, departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción. Casilla 152-C.
Este trabajo ha sido financiado por un Grant del Laboratorio Bayer de Chile.