Новые антибиотики в офтальмологии: сравнение активности новых липогликопептидов и ванкомицина in vitro в отношении глазных стафилококков и их токсичности в отношении эпителиальных клеток роговицы человека

    Наиболее частой причиной глазных инфекций являются бактерии, при этом самыми распространенными возбудителями считаются грамположительные микроорганизмы, включая Staphylococcus aureus и коагулазонегативные стафилококки (Kowalski RP et al, 2005).

    Грамположительные бактерии отличаются своей способностью приобретать и проявлять различные механизмы устойчивости к противомикробным препаратам; они формируют фенотипы с множественной лекарственной устойчивостью (multidrug-resistance), что значительно усложняет лечение. Масштабные эпиднадзорные исследования выявили удивительно высокий уровень резистентности среди глазных бактерий, особенно среди грамположительных патогенов.

    Устойчивость глазных стафилококков к метициллину варьирует от 34,9% для S. aureus до 49,3% для коагулазонегативных стафилококков (Asbell PA et al, 2020). Устойчивые к метициллину штаммы представляют собой серьезную проблему для лечения глазных инфекций, поскольку они плохо поддаются терапии стандартными антибиотиками первой линии – фторхинолонами и аминогликозидами.

    Антибиотик ванкомицин в растворах для местного применения в концентрации 25 или 50 мг/мл десятилетиями использовался в офтальмологии и по-прежнему остается препаратом выбора, рекомендованным Американской академией офтальмологии для лечения кератитов, вызванных грамположительными бактериями, устойчивыми по результатам микробиологического исследования к антибиотикам, а также в сочетании с эмпирической терапией в случаях, когда микроорганизмы не были идентифицированы (Lin A et al, 2019). В течение десятилетий ванкомицин считался золотым стандартом для лечения различных тяжелых инфекций, вызванных метициллин-резистентными Staphylococcus aureus (methicillinresistant Staphylococcus aureus, MRSA) с множественной лекарственной устойчивостью (Rybak M et al, 2009). Однако после десятилетий интенсивного использования в общей медицине минимальная ингибирующая концентрация (МИК) ванкомицина начинает увеличиваться (Wang G et al, 2006); кроме того, все чаще выявляется промежуточная резистентность к ванкомицину, что в итоге снижает эффективность лечения. Вдобавок ванкомицин обладает достаточно слабой и медленной бактерицидной активностью в отношении штаммов стафилококков с множественной лекарственной устойчивостью (Matzke GR et al, 1986).

    Оритаванцин, далбаванцин и телаванцин представляют собой новые полусинтетические липогликопептиды, полученные из гликопептида хлорэремомицина, тейкопланиноподобного антибиотика A-40926 и ванкомицина соответственно, которые останавливают синтез клеточной стенки бактерий, что приводит к гибели бактерий.

    Общей чертой новых липогликопептидов является наличие липидных боковых цепей, которые помогают молекулам закрепиться на клеточной мембране и тем самым концентрируют препарат в месте его действия, что резко увеличивает их активность по сравнению с исходными гликопептидами (Allen NE et al, 2002). Новые противомикробные препараты активны против большого количества грамположительных бактерий, включая штаммы метициллин-резистентных Staphylococcus aureus (MRSA) с множественной лекарственной устойчивостью, метициллин-резистентных Staphylococcus epidermidis (MRSE) и резистентных к ванкомицину энтерококков (Zhanel GG et al, 2008; Meyer KA et al, 2019).

    Новые липогликопептиды не были широко исследованы в офтальмологии, хотя имеют преимущества по сравнению с текущими стандартами терапии. Они могут стать важным инструментом для лечения тяжелых глазных инфекций, вызванных стафилококками с множественной лекарственной устойчивостью.

    Цель

    Оценить потенциал новых липогликопептидов в лечении глазных инфекций, вызванных резистентными к стандартным антибиотикам микроорганизмами. Мы оценили антимикробную активность оритаванцина, далбаванцина и телаванцина in vitro по сравнению с ванкомицином в отношении большого числа глазных стафилококковых изолятов и их цитотоксичность в отношении эпителиальных клеток роговицы человека.

    Материал и методы

    Всего 223 изолята Staphylococcus spp., включая S. aureus (n=145) и Staphylococcus epidermidis (n=78), были получены от пациентов с глазными инфекциями в больнице Massachusetts Eye and Ear (США) с 2014 по 2017 г. Первичные клинические образцы были взяты лечащим офтальмологом из очагов офтальмоинфекции в соответствии с установленными правилами и отправлены для анализа в лабораторию клинической микробиологии.

    Идентификацию бактерий и тестирование чувствительности к противомикробным препаратам (для панели негликопептидных антибиотиков) проводили с использованием системы MicroScan WalkAway (Beckman Coulter, Бреа, Калифорния). Мультирезистентный фенотип (множественную лекарственную устойчивость) определяли как устойчивость как минимум к трем классам антибиотиков. Тестировалась чувствительность к следующим антибиотикам из 7 различных классов: эритромицин (макролиды), клиндамицин (линкозамиды), ципрофлоксацин и левофлоксацин (фторхинолоны), оксациллин (бета-лактамы), тетрациклин (тетрациклины), гентамицин и тобрамицин (аминогликозиды) и триметоприм/ сульфаметоксазол (ингибиторы дигидрофолатредуктазы).

    Изоляты хранили при температуре -80°C в криоконсервирующих пробирках. Замороженные изоляты затем культивировали в чашках с агаром и 5% овечьей кровью и инкубировали при температуре 37°C. Далее проводили количественное тестирование чувствительности к другим противомикробным препаратам: определяли МИК для оритаванцина, далбаванцина, ванкомицина (Sigma-Aldrich, США) и телаванцина (Cumberland Pharmaceuticals; США) методом микроразведений в бульоне. МИК50 и МИК90 рассчитывали с использованием программного обеспечения SPSS (версия 24, IBM, Armonk, NY). Кроме того, определяли скорость бактерицидного действия антибиотиков (time–kill assays). Анализ цитотоксичности in vitro проводили с помощью реагентов AlamarBlue и окрашивания в режиме live/dead культуры эпителиальных клеток роговицы человека.

    Результаты

    Новые липогликопептиды проявили более сильную активность против глазных стафилококков по сравнению с ванкомицином. Все новые липогликопептиды продемонстрировали сильную активность in vitro в отношении глазных стафилококков, включая штаммы метициллин-резистентных Staphylococcus aureus с множественной лекарственной устойчивостью. При этом далбаванцин в целом показал несколько более высокую активность (минимальная ингибирующая концентрация МИК90 0,06 мкг/мл) по сравнению с телаванцином и оритаванцином (МИК90 0,12 мкг/ мл), тогда как ванкомицин имел самую низкую активность (MIC90 2 мкг/мл).

    Новые липогликопептиды обладали хорошим бактерицидным действием против глазных штаммов стафилококков с множественной лекарственной устойчивостью, при этом оритаванцин проявлял самую быструю активность. Оритаванцин проявлял бактерицидную активность в течение 1 часа в отношении MRSA и 2 часов в отношении MRSE.

    Все остальные препараты оказывали бактерицидное действие в течение 24 часов.

    Новые липогликопептиды продемонстрировали аналогичные или лучшие профили цитотоксичности in vitro в культуре эпителиальных клеток роговицы человека по сравнению с ванкомицином. В концентрации, обычно используемой для препаратов для местного применения (25 мг/мл), цитотоксичность ванкомицина наблюдалась уже через 5 минут инкубации, тогда как оритаванцин и далбаванцин снижали жизнеспособность эпителиальных клеток роговицы человека в меньшей степени, а телаванцин вообще не снижал жизнеспособность эпителиальных клеток роговицы. Через 30 и 60 мин при концентрации 25 мг/мл наблюдались признаки цитотоксичности для всех препаратов, но для более низких концентраций цитотоксичность была значительно снижена или не обнаружена.

    Заключение

    Проведенное исследование показало, что новые липогликопептиды обладают существенно лучшей противомикробной активностью in vitro в отношении глазных стафилококковых изолятов по сравнению с ванкомицином с аналогичным или лучшим профилем цитотоксичности в отношении эпителиальных клеток роговицы человека.

    Andre CP, Islam MM, Paschalis E, Bispo PJ. Comparative in vitro activity of new lipoglycopeptides and vancomycin against ocular staphylococci and their toxicity on the human corneal epithelium. Cornea. 2023.42(5): 615–623. doi: 10.1097/ICO.0000000000003197

    

    Материалы в рубрику «Рефераты» подготовила врач-офтальмохирург, к.м.н. Михайлова Т.Н.