Разработка Е-тестов для выявления потенцирующего эффекта антимикробных соединений в отношении полирезистентных штаммов Klebsiella pneumoniae | КМАХ

Разработка Е-тестов для выявления потенцирующего эффекта антимикробных соединений в отношении полирезистентных штаммов Klebsiella pneumoniae

Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2024; 26(1):98-103

​ Лихачев И.В., Кафтырева Л.А., Самойлова А.А., Краева Л.А., Михайлов Н.В.
10.36488/cmac.2024.1.98-103
антибиотикорезистентность минимальная подавляющая концентрация Е-тест лекарственный синергизм
Раздел
Опыт работы
Тип
Оригинальная статья
Публикация
Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2024; 26(1):98-103

Цель.

Разработать тест-полоски с веществами, способными потенцировать действие антимикробных препаратов при лечении заболеваний, вызванных полирезистентными штаммами K. pneumoniae.

Материалы и методы.

Для оценки комбинированного действия с антибиотиками использовали азидотимидин и байкалин. Определение чувствительности к комбинациям антибиотиков (гентамицин, цефотаксим, ципрофлоксацин и хлорамфеникол) с азидотимидином и байкалином проводили модифицированным градиентно-диффузионным методом (cross-test). Использовали тест-полоски, изготовленные в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии им. Пастера. Исследовали штаммы K. pneumoniae с множественной лекарственной устойчивостью к антибиотикам (n = 20). Результат совместного действия двух соединений оценивали путем расчета фракционных подавляющих концентраций ΣФПК.

Результаты.

Значения МПК снижались в восемь раз при сочетании азидотимидина с гентамицином и в два раза в комбинации с ципрофлоксацином. Значения МПК не снижались в комбинации азидотимидина с цефотаксимом или c хлорамфениколом. Установлено, что азидотимидин обладает антибактериальной активностью в отношении штаммов K. pneumoniae: МПК50 = 1 мкг/мл и МПК90 = 2 мкг/мл. Значения МПК50 и МПК90 для байкалина составляли > 256 мкг/мл. Выявлен синергидный антибактериальный эффект при сочетании азидотимидина с гентамицином (диапазон ΣФПК 0,33–0,50). Аддитивный эффект (ΣФПК 0,65–0,84) выявлен при сочетании азидотимидина с ципрофлоксацином. Байкалин в два раза снижал значение МПК цефотаксима, значения МПК50 для гентамицина также снизились в два раза. Байкалин не влиял на чувствительность полирезистентных штаммов K. pneumoniae к ципрофлоксацину и хлорамфениколу. Синергизм был выявлен в комбинации байкалин-цефотаксим (ΣФПК 0,52–0,75 – аддитивный эффект).

Выводы.

Разработка тест-полосок, на которые нанесены азидотимидин и байкалин, позволяет упростить способы оценки комбинированного действия сочетаний данных веществ с антибиотиками и избежать трудоемких подготовительных этапов. Наше исследование продемонстрировало, что азидотимидин проявляет синергидную активность в сочетании с гентамицином и ципрофлоксацином, а байкалин – в сочетании с цефотаксимом. Дальнейшие исследования в этой области могут иметь большие перспективы для практического здравоохранения.

Иван Владимирович Лихачев

ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, Россия

Кафтырева Л.А.

ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, Россия

Самойлова Анна Андреевна

ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, Россия

Краева Л.А.

ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, Россия

Михайлов Н.В.

ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург, Россия

  • 1. Karakonstantis S., Kritsotakis E.I., Gikas A. Pandrugresistant Gram-negative bacteria: а systematic review of current epidemiology, prognosis and treatment options. J Antimicrob Chemother. 2020;75(2):271-282. DOI: 10.1093/jac/dkz401
  • 2. Vena A., Giacobbe D.R., Castaldo N., Cattelan A., Mussini C., et al. Clinical experience with ceftazidime-avibactam for the treatment of infections due to multidrug-resistant gram-negative bacteria other than carbapenem-resistant Enterobacterales. Antibiotics (Basel). 2020;9(2):71. DOI: 10.3390/antibiotics9020071
  • 3. Coates A.R., Halls G., Hu Y. Novel classes of antibiotics or more of the same? Br J Pharmacol. 2011;163:184-194. DOI: 10.1111/j.1476-5381.2011.01250.x
  • 4. Blanquart F. Evolutionary epidemiology models to predict the dynamics of antibiotic resistance. Evol Appl. 2019;12(3):365-383. DOI: 10.1111/eva.12753
  • 5. Årdal C., Balasegaram M., Laxminarayan R., McAdams D., Outterson K., Rex J.H., et al. Antibiotic development – economic, regulatory and societal challenges. Nat Rev Microbiol. 2020;18(5):267-274. DOI: 10.1038/s41579-019-0293-3
  • 6. Hu Y., Liu Y., Coates A. Azidothymidine produces synergistic activity in combination with colistin against antibiotic-resistant Enterobacteriaceae. Antimicrob Agents Chemother. 2019;63:e01630-18. DOI: 10.1128/AAC.01630-18
  • 7. Savoldi A., Carrara E., Piddock L.J.V., Franceschi F., Ellis S., Chiamenti M., et al. The role of combination therapy in the treatment of severe infections caused by carbapenem resistant gram-negatives: a systematic review of clinical studies. BMC Infect Dis. 2021;21:545. DOI: 10.1186/s12879-021-06253-x
  • 8. Reda F.M., El-Zawahry Y.A., Omar A.R. Synergistic effect of combined antibiotic and methanol extract of Eucalyptus camaldulensis leaf against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Int J Appl Sciences Biotechnol. 2017;5(4):486-497. DOI: 10.3126/ijasbt.v5i4.18620
  • 9. Doléans-Jordheim A., Bergeron E., Bereyziat F., BenLarbi S., Dumitrescu O., Mazoyer M.A., et al. Zidovudine (AZT) has a bactericidal effect on Enterobacteria and induces genetic modifications in resistant strains. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2011;30(10):1249-1256. DOI: 10.1007/s10096-011-1220-3
  • 10. Polyak M.S. The role of bacteriological service in providing the effective antibiotic therapy today. Medicinskij alfavit. Sovremennaya laboratoriya № 2. 2014;12(228):27-31. Russian. (Поляк М.С. Роль микробиологической службы в обеспечении эффективной антибиотикотерапии на современном этапе. Медицинский алфавит. Современная лаборатория № 2. 2014;12(228):27-31.)
  • 11. Schwalbe R., Steele-Moore L., Goodwin A.C. Antimicrobial susceptibility testing protocol. CRC Press; 2007. P. 280-382.
  • 12. Laishram S., Pragasam A.K., Bakthavatchalam Y.D., Veeraraghavan B. An update on technical, interpretative and clinical relevance of antimicrobial synergy testing methodologies. Indian J Med Microbiol. 2017;35(4):445-468. DOI: 10.4103/ijmm.IJMM_17_189
  • 13. Brennan-Krohn T., Kirby J.E. When one drug is not enough. Сontext, methodology, and future prospects in antibacterial synergy testing. Clin Lab Med. 2019;39:345-358. DOI: 10.1016/j.cll.2019.04.002
  • 14. Brennan-Krohn T., Kirby J.E. Antimicrobial synergy testing by the inkjet printer-assisted automated checkerboard array and the manual time-kill method. J Vis Exp. 2019;(146):e58636. DOI: 10.3791/58636
  • 15. Tapalski D.V., Lagun L.V. Methods for determining the susceptibility to antibiotic combinations of gram-negative bacteria with extreme and complete antibiotic resistance. RB: Ministry of Health of the Republic of Belarus; 2017. Russian. (Тапальский Д.В., Лагун Л.В. Методы определения чувствительности к комбинациям антибиотиков грамотрицательных бактерий с экстремальной и полной антибиотикорезистентностью. РБ: Министерство здравоохранения республики Беларусь; 2017.)
  • 16. Tapalski D.V., Petrovskaya T.A., Kozlova A.I., Edelstein M.V. Potentiation of antimicrobial activity of colistin with antibiotics of different groups against multidrug- and extensively drug-resistant strains of Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa. Kliniceskaa mikrobiologia i antimikrobnaa himioterapia. 2020;22(2):128-136. Russian. (Тапальский Д.В., Петровская Т.А., Козлова А.И., Эйдельштейн М.В. Потенцирование антибактериальной активности колистина в отношении множественно- и экстремально-резистентных клинических изолятов Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa антибиотиками разных групп. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020;22(2):128-136.) DOI: 10.36488/cmac.2020.2
  • 17. Mitsuya H., Broder S. Strategies for antiviral therapy in AIDS. Nature. 1987;325:773-778.
  • 18. Monno R., Marcuccio L., Valenza M.A., Leone E., Bitetto C., Larocca A., et al. In vitro antimicrobial properties of azidothymidine (AZT). Acta Microbiol Immunol Hung. 1997;44:165-171. PMID: 9330665.
  • 19. Mascellino M.T., Iona E., Iegri F., De Gregoris P., Farinelli S. In vitro activity of zidovudine alone and in combination with ciprofloxacin against Salmonella and Escherichia coli. FEMS Immunol Med Microbiol. 1993;7:23-28. DOI: 10.1111/j.1574-695X.1993.tb00377.x
  • 20. Elwell L.P., Ferone R., Freeman G.A., Fyfe J.A., Hill J.A., Ray P.H., et al. Antibacterial activity and mechanism of action of 3’-azido-3’-deoxythymidine (BW A509U). Antimicrob Agents Chemother. 1987;31:274-280. DOI: 10.1128/AAC.31.2.274
  • 21. Falagas M.E., Voulgaris G.L., Tryfinopoulou K., Giakkoupi P., Kyriakidou M., Vatopoulos A., et al. Synergistic activity of colistin with azidothymidine against colistinresistant Klebsiella pneumoniae clinical isolates collected from inpatients in Greek hospitals. Int J Antimicrob Agents. 2019;53(6):855-858. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2019.02.021
  • 22. Wambaugh M.A., Shakya V.P.S., Lewis A.J., Mulvey M.A., Brown J.C.S. High-through-put identification and rational design of synergistic small-molecule pairs for combating and bypassing antibiotic resistance. PLoS Biol. 2017;15:e2001644. DOI: 10.1371/journal.pbio.2001644
  • 23. Gao X., Guo M., Li Q., Peng L., Liu H., Zhang L., et al. Plasma metabolomic profiling to reveal antipyretic mechanism of Shuang-huang-lian injection on yeastinduced pyrexia rats. PLoS One. 2014;9(6):100017. DOI: 10.1371/journal.pone.0100017
  • 24. Liao H., Ye J., Gao L., Liu Y. The main bioactive compounds of Scutellaria baicalensis Georgi. for alleviation of inflammatory cytokines: a comprehensive review. Biomed Pharmacother. 2021;133:110917. DOI: 10.1016/j.biopha.2020.110917
  • 25. Cai W., Fu Y., Zhang W., Chen X., Zhao J., Song W., et al. Synergistic effects of baicalein with cefotaxime against Klebsiella pneumoniae through inhibiting CTX-M-1 gene expression. BMC Microbiol. 2016;16:181. DOI: 10.1186/s12866-016-0797-1
Просмотров
0 Аннотация
0 PDF
0 Цитирования
Поделились