Avaliação de monoterapias e associações de antimicrobianos para tratatamento de infecção potencialmente letal por Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemase em modelo experimental

Abstract

Resumo: O tratamento mais eficaz para infecções por enterobactérias produtoras de carbapenemases ainda não está estabelecido. O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia de monoterapias e associações de antimicrobianos para o tratamento de Klebsiella pneumoniae produtora de Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC-­ KP) sensível a polimixina e tigeciclina e com CIM acima de 32mg/L para meropenem em um modelo experimental. A validação do inóculo bacteriano foi realizada previamente com uma cepa de Klebsiella pneumoniae produtora de betalactamase de espectro estendido (ESBL) em ratos adultos tratados com meropenem, definindo-­ se 1.0x1010UFC/ml como dose para infecção potencialmente letal. Os ratos inoculados com 1.0x1010UFC/ml de KPC-­KPC via intraperitoneal foram tratados com meropenem (MER), polimixina (PMB) e tigeciclina (TIG) e diferentes associações destes antimicrobianos. O tempo de sobrevida, os resultados de hemoculturas e de culturas quantitativas de líquido peritoneal foram avaliados em animais tratados e nos controles. Um estudo in vitro de curvas de morte bacteriana com a mesma cepa de KPC-­KP foi realizado. Variáveis contínuas foram analisadas com teste de Mann-­ Whitney e teste de Kruskal-­Wallis foi usado para analisar as curvas de sobrevida. Os ratos inoculados com cepas produtoras de ESBL e de KPC apresentaram 80% de mortalidade quando mantidos sem antibioticoterapia. Terapia com MER em ratos infectados com cepa produtora de ESBL promoveu 60% de sobrevida (p=0.042) e redução da contagem de colônias abaixo de 5.0x104 unidades formadoras de colônias por mililitro (UFC/mL) em 80% (p=0.001), porém não houve diferença na positividade das hemoculturas entre os grupos. Nos animais inoculados com cepa produtora de KPC, o uso de MER, TIG e PMB em monoterapia promoveram respectivamente sobrevidas de 40%, 40% e 70% (p=0.04 PMB versus controle). As combinações contendo PMB promoveram 100% de sobrevida (p<0.001) e a associação de PMB e TIG foi sinérgica in vitro. Associação de MER e TIG promoveu menor sobrevida (70%) e teve efeito antagônico in vitro. Tratamento com PMB tanto em monoterapia como em associações reduziu a contagem de colônias abaixo de 5.0x104 UFC/mL (p<0.001) e a associação de PMB e TIG esterilizou 70% das hemoculturas. Conclui-­se que combinações de antimicrobianos incluindo PMB foram superiores para promover sobrevida e esterilização de culturas e foram sinérgicas in vitro. Terapia tripla não foi superior a combinação de PMB com TIG in vivo. Palavras chave: carbapenemase, KPC, associação de antimicrobianos, modelo experimental, tigeciclina, polimixina, meropenem

Abstract: The most effective treatment for carbapenemase-­producing enterobacterial infections has not yet been established. The aim of the study was to evaluate the efficacy of monotherapy and antimicrobial combinations for the treatment of Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC-­KP) susceptible to polymyxin and tigecycline and presenting MIC of 32 mg/L for meropenem in an experimental model. Validation of the bacterial inoculum was previously performed with an extended spectrum beta-­ lactamase-­producing Klebsiella pneumoniae strain (ESBL) in adult rats treated with meropenem, with 1.0x1010 UFC / ml being defined as a dose for potentially lethal infection. Mice inoculated with 1.0x1010 UFC / ml of KPC-­KP intraperitoneally were treated with meropenem (MER), polymyxin (PMB) and tigecycline (TIG) and different combinations of these antimicrobials. Survival time, blood cultures and quantitative cultures of peritoneal fluid were evaluated in treated animals and controls. An in vitro study of time-­to-­kill curves with the same strain of KPC-­producing Klebsiella pneumoniae was performed. Continuous variables were analyzed using the Mann-­ Whitney test and Kruskal-­Wallis test was used to analyze the survival curves. Mice inoculated with ESBL and KPC-­KP strains showed 80% mortality when kept without antibiotic therapy. MER therapy in mice infected with ESBL-­producing strain promoted a 60% survival (p=0.042) and a reduction in colony counts below 5.0x104 colony forming units per milliliter (CFU/mL) by 80% (p=0.001), but there was no difference in the positivity of blood cultures between groups. In the animals inoculated with KPC-­producing strain, the use of MER, TIG and PMB in monotherapy promoted respectively 40%, 40% and 70% survivals (p=0.04 PMB vs control). Combinations containing PMB promoted 100% survival (p<0.001) and the association of PMB and TIG was synergistic in vitro. Association of MER and TIG promoted lower survival (70%) and had an antagonistic effect in vitro. Treatment with PMB both in monotherapy and in combinations reduced colony counts below 5.0x104 CFU/mL (p<0.001) and the association of PMB and TIG sterilized 70% of blood cultures. It is concluded that combinations of antimicrobials including PMBs were superior to promote survival and sterilization of cultures and were synergistic in vitro. Triple therapy was not superior than the combination of PMB with TIG in vivo. Key words: carbapenemase, KPC, antimicrobial combinations, experimental model, tigecyclyne, polymyxin, meropenem,