Farmacologia: Ajit Parhi i col·laboradors seus treballen per a TAXIS Pharmaceuticals. En un article a la revista Antibiotics, amb Jesus D. Rosado-Lugo, Pratik Datta i Ahmad Altiti com a primers autors, expliquen la descoberta de TXA11114, un inhibidor de la bomba d’extrusió, que potencia l’eficàcia de la levofloxacina conra el bacteri Pseudomonas aeruginosa. Les formes multiresistents de P. aeruginosa constitueixen una amenaça clínica. Bona part de la multiresistència d’aquests microorganismes s’expliquen per bombes transmembrana que tenen la capacitat de reduir les concentracions intracel·lulars d’antibiòtics. Rosado-Lugo et al. han identificat i caracteritzat una petita molècula, catalogada per la seva companyia com a TXA11114 que actua com un inhibidor d’aquestes bombes. Això fa que tingui la capacitat de restaurar l’activitat antibacteriana de la fluoroquinolona levofloxaciona contra P. aeruginosa multiresistent. Ho han avaluat en assaigs de concentració mínima inhibidora sobre panells d’isolats clínics d’aquest bacteri. També hi han aplicat assaigs d’acumulació de levofloxaciona o de bromur d’etidi, mesures de permeabilitat de membrana externa, i seqüenciació genòmica de mutants amb potenciació alterada. L’eficàcia in vivo l’han mesurada en models d’infecció en ratolí de cuixa i de pulmó. També han realitzat assaigs de citotoxicitat i perfils farmacocinètics. La combinació TXA11114-levofloxacina és capaç de reduir en més d’un ordre de magnitud la càrrega bacteriana en les infeccions murines: ho fa d’una manera més eficaç que la monoteràpia de levofloxacina. TXA11114 actua com a inhibidor de bombes, la qual cosa augmenta l’eficàcia no tan sols de la levofloxacina sinó també de antibiòtics beta-lactàmics, tetraciclines, cloramfenicol o trimetoprim-sulfametoxazol. Els autors tenen la intenció d’avaluar altres inhibidors de bombes i d’aclarir també quina és la diana molecular exacta de TXA11114.
TXA11114 és capaç d’inhibir bombes d’excreció, la qual cosa fa que augmenti els nivells intracel·lulars d’antibiòtics fins al punt de potenciar-ne l’activitat tant in vitro com in vivo
La lluita contra les resistència a agents antimicrobians
Els microorganismes resistents a antibiòtics provoquen anualment més d’un milió de morts de forma directa, i quatre milions més de forma associada. La tendència és que la taxa de resistència dels microorganismes infecciosos pugi.
En els patògens bacterians gramnegatius bona part de la resistència s’explica per múltiples determinants, ajudats per la impermeabilitat de la membrana externa (que és la base de la negativitat de la tinció Gram amb cristall violeta). Un exemple d’aquests bacteris és Pseudomonas aeruginosa, habitual en infeccions nosocomials i/o cròniques. Moltes soques d’aquesta espècie presenten resistències, i una minoria ho fan de manera múltiple o extensa.
La resistència es pot basar en una reducció de l’absorció d’antibiòtic, en una metabolització o inactivació enzimàtica, o una extrusió activa.
Bona part del sistemes d’extrusió són catalitzats per una família de transportadors tripartits RND (resistència-nodulació-divisió). Rosado-Lugo et al. tenen especial interès en inhibidors d’aquestes bombes, amb la idea de fer-los servir en combinació amb antibiòtics. A TAXIS Pharmaceuticals ja han identificat prèviament TXA01182 i TXA09155. Sobre aquestes molècules pensaren en la introducció de substituents β-fluor que n’augmentessin la lipofilicitat.
La síntesi d’anàlegs fluorinats
La monofluoració de TXA01182 en C-3 produeix TXA11114. Si el procés es fa en C-4, apareix TXA11164. La difluoració en C-3 i C-4 genera TXA12027. Aquests canvis produeixen alteracions en els valors de pKa.
La potenciació de la levofloxacina
Les molècules resultants de la fluoració foren combinades amb la levofloxacina en un assaig d’activitat antibacteriana contra P. aeruginosa ATCC 27853. L’assaig mostrava que tan sols TXA11114 tenia la capacitat de multiplicar per vuit l’activitat antibacteriana de la levofloxacina.
La potenciació d’altres antibiòtics
En altres assaigs, TXA11114 mostrà capacitat per potenciar l’acció d’altres antibiòtics contra P. aeruginosa. La potenciació més forta s’assolia amb tetraciclines.
La potenciació de l’acció de la levofloxacina contra isolats clínics de P. aeruginosa
TXA11114 era capaç de multiplicar per vuit o més l’activitat antibacteriana de la levofloxacina contra el 85% dels isolats clínics de CDC de P. aeruginosa. De 20 isolats multiresistents, 13 passaven a ésser susceptibles a levofloxacina gràcies a TXA11114.
TXA11114 no afecta la integritat de la membrana bacteriana
Rosado-Lugo et al. aplicaren un assaig de citometria de flux basada en iodur de propidi per assajar la permeabilització de la membrana interna de P. aeruginosa. La permeabilització de la membrana exterior era assajada amb nitrocefina.
Amb aquests assaigs van constatar que TXA11114 no produeix disrupcions de membrana en concentracions per sota de 25 μg/mL.
TXA11114 bloca l’extrusió de bromur d’etidi
TXA11114 té la capacitat d’inhibir l’extrusió de bromur d’etidi per part de P. aeruginosa ATCC 27853. Aquesta capacitat es pot seguir a través de la fluorescència induïda pel bromur d’etidi en reaccionar amb l’ADN bacterià.
P. aeruginosa DA7232 és altament resistent a la levofloxacina degut a mutacions en la ADN-girasa (gyrA-T83I) i la topoisomerasa IV (parC-S80L). No obstant, quan TXA11114 assoleix una concentració de 6,25 µg/mL n’hi ha prou amb 1 µg/mL de levofloxacina per inhibir aquesta soca bacteriana. La fluorescència indica que aquest efecte és degut a una acumulació intracel·lular de levofloxacina.
L’acció de TA11114 sobre el potencial de membrana interna i el contingut intracel·lular d’ATP
Les bombes RND requereixen per al seu funcionament un potencial de la membrana interna on són ancorades. Aquest potencial es pot visualitzar amb el fluorocrom DiOC2(3), que vira de verd a vermell si no hi ha potencial. TXA11114 no indueix despolarització de membrana.
TXA11114 tampoc no indueix una depleció d’ATP.
TXA11114 potencia l’acció de la levofloxacina en soques bacterianes que sobreexpressen bombes d’extrusió
La mutació de pèrdua de funció del gen nalB provoca en P. aeruginosa una sobreexpressió de la bomba d’extrusió MexAB-OprM. Aquesta és la base de la resistència d’alguns isolats clínics a cefalosporines, fluoroquinolones o aminoglucòsids.
TXA11114 és capaç de potenciar l’efecte de la levofloxacina en una d’aquestes soques, K1455.
TXA11114 prolonga l’efecte post-antibiòtic de la levofloxacina
Els agents antimicrobians, fins i tot una vegada eliminats del medi, indueixen un endarreriment del creixement bacterià durant un període. Això s’anomena ‘efecte post-antibiòtic’, que podem interpretar com el temps necessari per a recuperar-se’n de l’efecte.
En P. aeruginosa ATCC 27853, l’efecte post-antibiòtic de la levofloxacina és de 4,9 hores. Aquest període, però, podia allargar-se a 6,3 hores si hi havia hagut presència de TXA11114.
La inducció de resistència
L’exposició de P. aeruginosa ATCC 27853 a levofloxacina indueix la selecció de mutants espontàniament resistents a aquest antibiòtic. Ara bé, en presència de TXA11114, no apareix aquesta resistència espontània.
La resistència a TXA11114
L’exposició de P. aeruginosa ATCC 27853 a TXA11114 provoca l’aparició de colònies resistents a una baixa freqüència. Aquesta resistència s’adquireix per mutacions de pèrdua de sentit del gen ompH, que codifica per una xaperona de membrana exterior. Paradoxalment, aquests mutants tornen més susceptibles a un ventall d’antibiòtics.
TXA11114 promou la mort bacteriana per levofloxacina
TXA11114 per ella mateixa no afecta el creixement de P. aeruginosa. És en combinació amb levofloxacina que enforteix la cinètica bactericida.
El perfil farmacocinètica de TXA11114
TXA11114 és una molècula prometedora per la seva alta solubilitat aquosa, cosa que pot afavorir la seva biodisponibilitat oral. Té una semivida de més de 2 hores en plasma sanguini humà, de gos, de rata o de ratolí. Té una semivida de més d’1 hora en presència de microsomes hepàtics. La unió a proteïnes plasmàtics depassa el 98%. No mostra efectes citotòxics contra les línies cel·lulars HEK293T i A549.
El potencial cardiotòxic de TXA11114
Rosado-Lugo et al. han examinat la inhibició induïda per TXA11114 sobre els canals iònics Nav1.5, hERG i Cav1.2. Encara que els valors són baixos, caldria fer estudis a diferents concentracions.
El potencial nefrotòxic de TXA11114
Rates mascles adultes Sprague Dawley foren exposades a una injecció de TXA11114 (10 mg/kg, IV, QD). Les anàlisis de sang al cap de 24 hores no indicaven marcador de lesió renal.
El perfil farmacocinètic de la combinació TXA11114+levofloxacina
En un model d’infecció pulmonar en ratolí per P. aeruginosa, la farmacocinètica de TXA11114 no es veia afectada per la presència de levofloxacina.
El perfil de toxicitat aguda de TXA11114
En ratolins femella s’establí que la dosi màxima tolerable de TXA11114 era superior a 60 mg/kg.
La combinació TXA11114+levofloxacina en infeccions murines de cuixa i de pulmó
En la infecció a la cuixa per P. aeruginosa, TXA11114 no afectava la càrrega bacteriana. La levofloxacina per ella sola podia reduir la càrrega bacteriana, però ho feia encara millor en combinació amb TXA11114.
Quelcom semblant s’observava en la infecció de pulmó per aquest bacteri.
Lligams:
- TXA11114: Discovery of an In Vivo Efficacious Efflux Pump Inhibitor (EPI) That Potentiates Levofloxacin Against Pseudomonas aeruginosa. Jesus D. Rosado-Lugo, Pratik Datta, Ahmad Altiti, Yongzheng Zhang, Jun Lu, Yi Yuan, Ajit K. Parhi. Antibiotics 15: 346 (2026).
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada