O Platelia® Aspergillus EIA é um teste de ELISA sanduíche para diagnóstico precoce de aspergilose em pacientes neutropênicos que se baseia na detecção de um antígeno (galactomanana) da parede celular de Aspergillus spp. O trabalho objetivou avaliar a eficácia deste teste em outros hospedeiros suscetíveis à aspergilose e ainda, avaliar a interferência de potenciais falso-positivos no Platelia® Aspergillus EIA, como outras micoses sistêmicas e um antimicrobiano produzido a partir de fungos (piperacilina-tazobactam). Quatro experimentos foram realizados para contemplar os objetivos propostos. Amostras de lavado broncoalveolar de 60 pacientes transplantados de pulmão provenientes da Santa-Casa Complexo Hospitalar de Porto Alegre foram colhidas durante um período de aproximadamente 2 anos e testadas para detecção de galactomanana. Os pacientes foram classificados em aspergilose comprovada, provável e possível, colonização ou exame de vigilância de acordo com critérios do EORTC. Utilizando os casos comprovados (5) e prováveis (6) como positivos, foi calculada a curva ROC que demonstrou valores de sensibilidade de 90,9% e especificidade de 90,6% em um ponto de corte de 1,5. A eficácia do Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada também em pingüins em cativeiro. Soros de 35 animais foram incluídos no estudo, 9 com aspergilose, 3 com malária, 2 com caquexia e 21 saudáveis. Os soros foram testados por imunodifusão dupla e ELISA sanduíche, resultando em valores de sensibilidade de 33% e 100% e especificidade de 96% e 0, respectivamente. A reação cruzada de outras micoses sistêmicas no Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada a partir de 120 amostras de soro de pacientes com paracoccidioidomicose, histoplasmose, criptococose por Cryptococcus neoformans e criptococose por C. gattii. Todas as micoses foram responsáveis por resultados falso-positivos no ELISA sanduíche, sendo de 50%, 67%, 66% e 36,6% a taxa de positividade de cada micose, respectivamente. Em adição, 5 lotes de piperacilina-tazobactam foram testados em concentração de uso clínico (45mg/ml) para avaliação de interferência no Platelia® Aspergillus EIA. Destas, apenas uma resultou em valores maiores do que o ponto de corte (0,5), sendo submetida a sucessivas diluições até mimetizar concentrações plasmáticas do fármaco alcançáveis no soro humano, as quais resultaram em valores menores que 0,5, sendo consideradas negativas. Concluindo, utilizando um ponto de corte maior do que indicado pelo fabricante para uso em neutropênicos, a eficácia do teste foi comprovada para utilização em amostras de lavado broncoalveolar de pacientes transplantados de pulmão. Por outro lado, no hospedeiro animal testado, pingüins, o teste apresentou especificidade nula, não possuindo aplicabilidade como ferramenta diagnóstica para aspergilose neste grupo. Quanto aos fatores de interferência no Platelia® Aspergillus EIA avaliados, a alta taxa de resultados falso-positivos referentes à infecção por outras micoses sistêmicas reflete na necessidade de interpretar um teste positivo dentro do contexto epidemiológico do paciente. Por outro lado, as piperacilinas-tazobactam disponíveis no mercado brasileiro não interferiram no resultado do Platelia® Aspergillus EIA. No entanto como a variabilidade de galactomanana existe entre lotes, ainda é aconselhável que as amostras para realização do ELISA sanduíche sejam colhidas antes da próxima administração do fármaco. / Platelia® Aspergillus EIA is a sandwich ELISA to the diagnostic of aspergillosis in neutropenic patients. It detects an antigen (galactomannan) from Aspergillus cell wall. Here it was evaluated the performance of this test in other susceptible hosts and the interference of potentials false-positives factors in Platelia® Aspergillus EIA. Systemic mycosis and an antimicrobial produced from molds (piperacillin-tazobactam) were tested. Four experiments were executed to study conduce. Bronchoalveolar samples from 60 lung transplant recipients from Santa Casa-Complexo Hospitalar de Porto Alegre were collected during almost two years and tested for galactomannan detection. Patients were classified in proven, probable or possible aspergillosis according to EORTC criteria, or in colonization or surveillance. Considering proven (5) and probable (6) as true positive cases, ROC curve was calculated and showed 90.9% of sensitivity and 90.6% of specificity with 1.5 as optimal cutoff. Platelia® Aspergillus EIA efficacy was also tested in captive penguins. Sera from 35 animals were included in the study, 9 with aspergillosis, 3 with malaria, 2 with cachexia and 21 healthy. Samples were tested by double immunodiffusion and sandwich ELISA, resulting in sensitivity values of 33% and 100% and specificity of 96% and 0, respectively. Cross reaction in Platelia® Aspergillus EIA was evaluated with 120 serum samples of patients with paracocciddioidomicosis, histoplasmosis, criptococosis due to Cryptococcus neoformans and criptococosis due to C. gattii. False-positive results were observed in all mycosis, with rates of 50%, 67%, 66% and 36,6%, respectively. In addition, 5 piperacillin-tazobactam batches were tested, in a concentration of clinical use (45mg/ml), to evaluate it interference in Platelia® Aspergillus EIA. Those, only one showed positive value, and had been retest after serial dilutions until plasmatic concentration, resulting in value lower than 0.5, negative. In conclusion, with a higher cut-off than the indicated from the manufacturer, the efficacy of bronchoalveolar samples tested in Platelia® Aspergillus EIA for the diagnostic of aspergillosis in lung transplant recipients was proved. Controversially, in penguins, the test specificity was zero, showing non applicability as a diagnostic method for aspergillosis in this group of risk. Interference in Platelia® Aspergillus EIA due to other systemic mycoses shows the necessity to interpret a positive result after the evaluation of patient epidemiologic context. Finally, piperacillin-tazobactam available in the Brazilian market did not correspond to false-positive results in Platelia® Aspergillus EIA. However, given that variability occurs between distinct batches, still is indicating to collect samples for galactomannan detection before the next administration of the drug.

O Platelia® Aspergillus EIA é um teste de ELISA sanduíche para diagnóstico precoce de aspergilose em pacientes neutropênicos que se baseia na detecção de um antígeno (galactomanana) da parede celular de Aspergillus spp. O trabalho objetivou avaliar a eficácia deste teste em outros hospedeiros suscetíveis à aspergilose e ainda, avaliar a interferência de potenciais falso-positivos no Platelia® Aspergillus EIA, como outras micoses sistêmicas e um antimicrobiano produzido a partir de fungos (piperacilina-tazobactam). Quatro experimentos foram realizados para contemplar os objetivos propostos. Amostras de lavado broncoalveolar de 60 pacientes transplantados de pulmão provenientes da Santa-Casa Complexo Hospitalar de Porto Alegre foram colhidas durante um período de aproximadamente 2 anos e testadas para detecção de galactomanana. Os pacientes foram classificados em aspergilose comprovada, provável e possível, colonização ou exame de vigilância de acordo com critérios do EORTC. Utilizando os casos comprovados (5) e prováveis (6) como positivos, foi calculada a curva ROC que demonstrou valores de sensibilidade de 90,9% e especificidade de 90,6% em um ponto de corte de 1,5. A eficácia do Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada também em pingüins em cativeiro. Soros de 35 animais foram incluídos no estudo, 9 com aspergilose, 3 com malária, 2 com caquexia e 21 saudáveis. Os soros foram testados por imunodifusão dupla e ELISA sanduíche, resultando em valores de sensibilidade de 33% e 100% e especificidade de 96% e 0, respectivamente. A reação cruzada de outras micoses sistêmicas no Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada a partir de 120 amostras de soro de pacientes com paracoccidioidomicose, histoplasmose, criptococose por Cryptococcus neoformans e criptococose por C. gattii. Todas as micoses foram responsáveis por resultados falso-positivos no ELISA sanduíche, sendo de 50%, 67%, 66% e 36,6% a taxa de positividade de cada micose, respectivamente. Em adição, 5 lotes de piperacilina-tazobactam foram testados em concentração de uso clínico (45mg/ml) para avaliação de interferência no Platelia® Aspergillus EIA. Destas, apenas uma resultou em valores maiores do que o ponto de corte (0,5), sendo submetida a sucessivas diluições até mimetizar concentrações plasmáticas do fármaco alcançáveis no soro humano, as quais resultaram em valores menores que 0,5, sendo consideradas negativas. Concluindo, utilizando um ponto de corte maior do que indicado pelo fabricante para uso em neutropênicos, a eficácia do teste foi comprovada para utilização em amostras de lavado broncoalveolar de pacientes transplantados de pulmão. Por outro lado, no hospedeiro animal testado, pingüins, o teste apresentou especificidade nula, não possuindo aplicabilidade como ferramenta diagnóstica para aspergilose neste grupo. Quanto aos fatores de interferência no Platelia® Aspergillus EIA avaliados, a alta taxa de resultados falso-positivos referentes à infecção por outras micoses sistêmicas reflete na necessidade de interpretar um teste positivo dentro do contexto epidemiológico do paciente. Por outro lado, as piperacilinas-tazobactam disponíveis no mercado brasileiro não interferiram no resultado do Platelia® Aspergillus EIA. No entanto como a variabilidade de galactomanana existe entre lotes, ainda é aconselhável que as amostras para realização do ELISA sanduíche sejam colhidas antes da próxima administração do fármaco. / Platelia® Aspergillus EIA is a sandwich ELISA to the diagnostic of aspergillosis in neutropenic patients. It detects an antigen (galactomannan) from Aspergillus cell wall. Here it was evaluated the performance of this test in other susceptible hosts and the interference of potentials false-positives factors in Platelia® Aspergillus EIA. Systemic mycosis and an antimicrobial produced from molds (piperacillin-tazobactam) were tested. Four experiments were executed to study conduce. Bronchoalveolar samples from 60 lung transplant recipients from Santa Casa-Complexo Hospitalar de Porto Alegre were collected during almost two years and tested for galactomannan detection. Patients were classified in proven, probable or possible aspergillosis according to EORTC criteria, or in colonization or surveillance. Considering proven (5) and probable (6) as true positive cases, ROC curve was calculated and showed 90.9% of sensitivity and 90.6% of specificity with 1.5 as optimal cutoff. Platelia® Aspergillus EIA efficacy was also tested in captive penguins. Sera from 35 animals were included in the study, 9 with aspergillosis, 3 with malaria, 2 with cachexia and 21 healthy. Samples were tested by double immunodiffusion and sandwich ELISA, resulting in sensitivity values of 33% and 100% and specificity of 96% and 0, respectively. Cross reaction in Platelia® Aspergillus EIA was evaluated with 120 serum samples of patients with paracocciddioidomicosis, histoplasmosis, criptococosis due to Cryptococcus neoformans and criptococosis due to C. gattii. False-positive results were observed in all mycosis, with rates of 50%, 67%, 66% and 36,6%, respectively. In addition, 5 piperacillin-tazobactam batches were tested, in a concentration of clinical use (45mg/ml), to evaluate it interference in Platelia® Aspergillus EIA. Those, only one showed positive value, and had been retest after serial dilutions until plasmatic concentration, resulting in value lower than 0.5, negative. In conclusion, with a higher cut-off than the indicated from the manufacturer, the efficacy of bronchoalveolar samples tested in Platelia® Aspergillus EIA for the diagnostic of aspergillosis in lung transplant recipients was proved. Controversially, in penguins, the test specificity was zero, showing non applicability as a diagnostic method for aspergillosis in this group of risk. Interference in Platelia® Aspergillus EIA due to other systemic mycoses shows the necessity to interpret a positive result after the evaluation of patient epidemiologic context. Finally, piperacillin-tazobactam available in the Brazilian market did not correspond to false-positive results in Platelia® Aspergillus EIA. However, given that variability occurs between distinct batches, still is indicating to collect samples for galactomannan detection before the next administration of the drug.

O Platelia® Aspergillus EIA é um teste de ELISA sanduíche para diagnóstico precoce de aspergilose em pacientes neutropênicos que se baseia na detecção de um antígeno (galactomanana) da parede celular de Aspergillus spp. O trabalho objetivou avaliar a eficácia deste teste em outros hospedeiros suscetíveis à aspergilose e ainda, avaliar a interferência de potenciais falso-positivos no Platelia® Aspergillus EIA, como outras micoses sistêmicas e um antimicrobiano produzido a partir de fungos (piperacilina-tazobactam). Quatro experimentos foram realizados para contemplar os objetivos propostos. Amostras de lavado broncoalveolar de 60 pacientes transplantados de pulmão provenientes da Santa-Casa Complexo Hospitalar de Porto Alegre foram colhidas durante um período de aproximadamente 2 anos e testadas para detecção de galactomanana. Os pacientes foram classificados em aspergilose comprovada, provável e possível, colonização ou exame de vigilância de acordo com critérios do EORTC. Utilizando os casos comprovados (5) e prováveis (6) como positivos, foi calculada a curva ROC que demonstrou valores de sensibilidade de 90,9% e especificidade de 90,6% em um ponto de corte de 1,5. A eficácia do Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada também em pingüins em cativeiro. Soros de 35 animais foram incluídos no estudo, 9 com aspergilose, 3 com malária, 2 com caquexia e 21 saudáveis. Os soros foram testados por imunodifusão dupla e ELISA sanduíche, resultando em valores de sensibilidade de 33% e 100% e especificidade de 96% e 0, respectivamente. A reação cruzada de outras micoses sistêmicas no Platelia® Aspergillus EIA foi avaliada a partir de 120 amostras de soro de pacientes com paracoccidioidomicose, histoplasmose, criptococose por Cryptococcus neoformans e criptococose por C. gattii. Todas as micoses foram responsáveis por resultados falso-positivos no ELISA sanduíche, sendo de 50%, 67%, 66% e 36,6% a taxa de positividade de cada micose, respectivamente. Em adição, 5 lotes de piperacilina-tazobactam foram testados em concentração de uso clínico (45mg/ml) para avaliação de interferência no Platelia® Aspergillus EIA. Destas, apenas uma resultou em valores maiores do que o ponto de corte (0,5), sendo submetida a sucessivas diluições até mimetizar concentrações plasmáticas do fármaco alcançáveis no soro humano, as quais resultaram em valores menores que 0,5, sendo consideradas negativas. Concluindo, utilizando um ponto de corte maior do que indicado pelo fabricante para uso em neutropênicos, a eficácia do teste foi comprovada para utilização em amostras de lavado broncoalveolar de pacientes transplantados de pulmão. Por outro lado, no hospedeiro animal testado, pingüins, o teste apresentou especificidade nula, não possuindo aplicabilidade como ferramenta diagnóstica para aspergilose neste grupo. Quanto aos fatores de interferência no Platelia® Aspergillus EIA avaliados, a alta taxa de resultados falso-positivos referentes à infecção por outras micoses sistêmicas reflete na necessidade de interpretar um teste positivo dentro do contexto epidemiológico do paciente. Por outro lado, as piperacilinas-tazobactam disponíveis no mercado brasileiro não interferiram no resultado do Platelia® Aspergillus EIA. No entanto como a variabilidade de galactomanana existe entre lotes, ainda é aconselhável que as amostras para realização do ELISA sanduíche sejam colhidas antes da próxima administração do fármaco. / Platelia® Aspergillus EIA is a sandwich ELISA to the diagnostic of aspergillosis in neutropenic patients. It detects an antigen (galactomannan) from Aspergillus cell wall. Here it was evaluated the performance of this test in other susceptible hosts and the interference of potentials false-positives factors in Platelia® Aspergillus EIA. Systemic mycosis and an antimicrobial produced from molds (piperacillin-tazobactam) were tested. Four experiments were executed to study conduce. Bronchoalveolar samples from 60 lung transplant recipients from Santa Casa-Complexo Hospitalar de Porto Alegre were collected during almost two years and tested for galactomannan detection. Patients were classified in proven, probable or possible aspergillosis according to EORTC criteria, or in colonization or surveillance. Considering proven (5) and probable (6) as true positive cases, ROC curve was calculated and showed 90.9% of sensitivity and 90.6% of specificity with 1.5 as optimal cutoff. Platelia® Aspergillus EIA efficacy was also tested in captive penguins. Sera from 35 animals were included in the study, 9 with aspergillosis, 3 with malaria, 2 with cachexia and 21 healthy. Samples were tested by double immunodiffusion and sandwich ELISA, resulting in sensitivity values of 33% and 100% and specificity of 96% and 0, respectively. Cross reaction in Platelia® Aspergillus EIA was evaluated with 120 serum samples of patients with paracocciddioidomicosis, histoplasmosis, criptococosis due to Cryptococcus neoformans and criptococosis due to C. gattii. False-positive results were observed in all mycosis, with rates of 50%, 67%, 66% and 36,6%, respectively. In addition, 5 piperacillin-tazobactam batches were tested, in a concentration of clinical use (45mg/ml), to evaluate it interference in Platelia® Aspergillus EIA. Those, only one showed positive value, and had been retest after serial dilutions until plasmatic concentration, resulting in value lower than 0.5, negative. In conclusion, with a higher cut-off than the indicated from the manufacturer, the efficacy of bronchoalveolar samples tested in Platelia® Aspergillus EIA for the diagnostic of aspergillosis in lung transplant recipients was proved. Controversially, in penguins, the test specificity was zero, showing non applicability as a diagnostic method for aspergillosis in this group of risk. Interference in Platelia® Aspergillus EIA due to other systemic mycoses shows the necessity to interpret a positive result after the evaluation of patient epidemiologic context. Finally, piperacillin-tazobactam available in the Brazilian market did not correspond to false-positive results in Platelia® Aspergillus EIA. However, given that variability occurs between distinct batches, still is indicating to collect samples for galactomannan detection before the next administration of the drug.

Objetivos: Avaliar a adequabilidade do modelo farmacocinético-farmacodinâmico (PK-PD) (NOLTING et al., 1996b) para modelar o efeito bactericida da piperacilina (PIP) em ratos Wistar infectados experimentalmente com Escherichia coli ATCC 25922. Metodologia: Experimentos de Farmacocinética: Determinou-se as concentrações plasmáticas totais e livres teciduais de PIP, através de microdiálise (MD), após administração de 240 mg/kg i.v. bolus a ratos Wistar granulocitopênicos (ciclofosfamida) infectados no músculo esquelético (105 UFC/mL) com E. coli. As amostras de plasma e de MD foram analisadas por CLAE. As sondas de MD foram calibradas por retrodiálise. Experimentos de Farmacodinâmica: Os animais imunodeprimidos e infectados foram tratados com PIP nas doses de 120 ou 240 mg/kg, em intervalos de 4/4, 6/6 e 8/8 horas por 24 h. Em tempos pré-determinados, os animais foram sacrificados (n = 3/tempo), o músculo infectado foi retirado, homogeneizado e o número de UFC/mL foi determinado em placas de ágar-sangue, após diluições sucessivas. Um grupo não tratado foi utilizado como controle. Modelagem PK-PD: A partir dos dados farmacocinéticos e farmacodinâmicos obtidos, avaliou-se efeito de morte bacteriana em função do tempo com o auxílio do programa de regressão não-linear SCIENTIST® v.2.0. Resultados e Discussão: Os parâmetros farmacocinéticos após a administração de PIP (240 mg/kg) foram t½ de 40 ± 8 min; CL de 0,46 ± 0,021 (L/h/kg) e um Vdss de 0,30 ± 0,06 L/kg. O perfil de PIP livre tecidual foi previsto a partir dos parâmetros plasmáticos utilizando ajuste simultâneo dos dados de plasma e tecido e um fator de proporcionalidade de 0,342 ± 0,101. Os parâmetros do modelo PK-PD obtidos foram: EC50 de 1,31 ± 0,27 μg/mL e kmax 1,39 ± 0,20 h-1. Os valores dos parâmetros da modelagem PK-PD obtidos in vivo diferiram dos descritos na literatura para o mesmo antibiótico e bactéria quando simulados in vitro. Conclusões: O modelo Emax-modificado descreveu os perfis de crescimento e morte bacteriana em função do tempo obtidos nas diferentes posologias testadas sendo adequado para modelagem PK-PD da piperacilina nas condições experimentais investigadas. / Purpose: The objective of this study was to model the killing effect of a β-lactam antibiotic, piperacillin (PIP), in neutropenic and E. coli ATCC 25922 infected rats after different dosing regimens using a modified Emax PK-PD model. Methodology: Pharmacokinetic studies: Total plasma and free tissue concentrations of PIP, determined by microdialysis, were investigated after i.v. bolus of 240 mg/kg of the drug to immunecompromised (cyclophosphamide) and E. coli infected (107 CFU) Wistar rats. Microdialysis probes recoveries were determined by retrodialysis. Plasma and tissue samples were analyzed by HPLC. Pharmacodynamic studies: The infected rats were treated with iv bolus PIP 120 mg/kg or 240 mg/kg q8h, q6h, q4h. Three animals were sacrificed at predetermined times up to 24 hours. The infected muscle was removed, homogenized and the number of CFU/mL was determined by plate counting after 24 hours of incubation at 37ºC. A control group without treatment was used. PK-PD modeling: PIP killing effect as a function of time was fitted using the Emax-modified model with the aid of a non-linear regression computer program SCIENTIST® v.2.0. Results and Discussion: The pharmacokinetic parameters determined for PIP 240 mg/kg iv bolus were: t½ of 40 ± 8 min; CL of 0.46 ± 0.021 (L/h/kg) and Vdss of 0.30 ± 0.06 L/kg. Piperacillin free tissue levels were predicted using plasma data ina a simultaneous fitting with a proportionality factor of 0.342 ± 0.101. The parameters derived from PK-PD modeling were: bacterial killing rate (kmax) of 1.39 ± 0.20 h-1 concentration to produce 50% of de maximum effect (EC50) of 1.31 ± 0.27 μg/mL. The PK-PD parameters determined in vivo were different from those reported for the same bacteria and drug in vitro. Conclusions: The Emax model adequately described PIP antibacterial effect in animals for the different dosing regimens investigated.

Objetivos: Avaliar a adequabilidade do modelo farmacocinético-farmacodinâmico (PK-PD) (NOLTING et al., 1996b) para modelar o efeito bactericida da piperacilina (PIP) em ratos Wistar infectados experimentalmente com Escherichia coli ATCC 25922. Metodologia: Experimentos de Farmacocinética: Determinou-se as concentrações plasmáticas totais e livres teciduais de PIP, através de microdiálise (MD), após administração de 240 mg/kg i.v. bolus a ratos Wistar granulocitopênicos (ciclofosfamida) infectados no músculo esquelético (105 UFC/mL) com E. coli. As amostras de plasma e de MD foram analisadas por CLAE. As sondas de MD foram calibradas por retrodiálise. Experimentos de Farmacodinâmica: Os animais imunodeprimidos e infectados foram tratados com PIP nas doses de 120 ou 240 mg/kg, em intervalos de 4/4, 6/6 e 8/8 horas por 24 h. Em tempos pré-determinados, os animais foram sacrificados (n = 3/tempo), o músculo infectado foi retirado, homogeneizado e o número de UFC/mL foi determinado em placas de ágar-sangue, após diluições sucessivas. Um grupo não tratado foi utilizado como controle. Modelagem PK-PD: A partir dos dados farmacocinéticos e farmacodinâmicos obtidos, avaliou-se efeito de morte bacteriana em função do tempo com o auxílio do programa de regressão não-linear SCIENTIST® v.2.0. Resultados e Discussão: Os parâmetros farmacocinéticos após a administração de PIP (240 mg/kg) foram t½ de 40 ± 8 min; CL de 0,46 ± 0,021 (L/h/kg) e um Vdss de 0,30 ± 0,06 L/kg. O perfil de PIP livre tecidual foi previsto a partir dos parâmetros plasmáticos utilizando ajuste simultâneo dos dados de plasma e tecido e um fator de proporcionalidade de 0,342 ± 0,101. Os parâmetros do modelo PK-PD obtidos foram: EC50 de 1,31 ± 0,27 μg/mL e kmax 1,39 ± 0,20 h-1. Os valores dos parâmetros da modelagem PK-PD obtidos in vivo diferiram dos descritos na literatura para o mesmo antibiótico e bactéria quando simulados in vitro. Conclusões: O modelo Emax-modificado descreveu os perfis de crescimento e morte bacteriana em função do tempo obtidos nas diferentes posologias testadas sendo adequado para modelagem PK-PD da piperacilina nas condições experimentais investigadas. / Purpose: The objective of this study was to model the killing effect of a β-lactam antibiotic, piperacillin (PIP), in neutropenic and E. coli ATCC 25922 infected rats after different dosing regimens using a modified Emax PK-PD model. Methodology: Pharmacokinetic studies: Total plasma and free tissue concentrations of PIP, determined by microdialysis, were investigated after i.v. bolus of 240 mg/kg of the drug to immunecompromised (cyclophosphamide) and E. coli infected (107 CFU) Wistar rats. Microdialysis probes recoveries were determined by retrodialysis. Plasma and tissue samples were analyzed by HPLC. Pharmacodynamic studies: The infected rats were treated with iv bolus PIP 120 mg/kg or 240 mg/kg q8h, q6h, q4h. Three animals were sacrificed at predetermined times up to 24 hours. The infected muscle was removed, homogenized and the number of CFU/mL was determined by plate counting after 24 hours of incubation at 37ºC. A control group without treatment was used. PK-PD modeling: PIP killing effect as a function of time was fitted using the Emax-modified model with the aid of a non-linear regression computer program SCIENTIST® v.2.0. Results and Discussion: The pharmacokinetic parameters determined for PIP 240 mg/kg iv bolus were: t½ of 40 ± 8 min; CL of 0.46 ± 0.021 (L/h/kg) and Vdss of 0.30 ± 0.06 L/kg. Piperacillin free tissue levels were predicted using plasma data ina a simultaneous fitting with a proportionality factor of 0.342 ± 0.101. The parameters derived from PK-PD modeling were: bacterial killing rate (kmax) of 1.39 ± 0.20 h-1 concentration to produce 50% of de maximum effect (EC50) of 1.31 ± 0.27 μg/mL. The PK-PD parameters determined in vivo were different from those reported for the same bacteria and drug in vitro. Conclusions: The Emax model adequately described PIP antibacterial effect in animals for the different dosing regimens investigated.

Objetivos: Avaliar a adequabilidade do modelo farmacocinético-farmacodinâmico (PK-PD) (NOLTING et al., 1996b) para modelar o efeito bactericida da piperacilina (PIP) em ratos Wistar infectados experimentalmente com Escherichia coli ATCC 25922. Metodologia: Experimentos de Farmacocinética: Determinou-se as concentrações plasmáticas totais e livres teciduais de PIP, através de microdiálise (MD), após administração de 240 mg/kg i.v. bolus a ratos Wistar granulocitopênicos (ciclofosfamida) infectados no músculo esquelético (105 UFC/mL) com E. coli. As amostras de plasma e de MD foram analisadas por CLAE. As sondas de MD foram calibradas por retrodiálise. Experimentos de Farmacodinâmica: Os animais imunodeprimidos e infectados foram tratados com PIP nas doses de 120 ou 240 mg/kg, em intervalos de 4/4, 6/6 e 8/8 horas por 24 h. Em tempos pré-determinados, os animais foram sacrificados (n = 3/tempo), o músculo infectado foi retirado, homogeneizado e o número de UFC/mL foi determinado em placas de ágar-sangue, após diluições sucessivas. Um grupo não tratado foi utilizado como controle. Modelagem PK-PD: A partir dos dados farmacocinéticos e farmacodinâmicos obtidos, avaliou-se efeito de morte bacteriana em função do tempo com o auxílio do programa de regressão não-linear SCIENTIST® v.2.0. Resultados e Discussão: Os parâmetros farmacocinéticos após a administração de PIP (240 mg/kg) foram t½ de 40 ± 8 min; CL de 0,46 ± 0,021 (L/h/kg) e um Vdss de 0,30 ± 0,06 L/kg. O perfil de PIP livre tecidual foi previsto a partir dos parâmetros plasmáticos utilizando ajuste simultâneo dos dados de plasma e tecido e um fator de proporcionalidade de 0,342 ± 0,101. Os parâmetros do modelo PK-PD obtidos foram: EC50 de 1,31 ± 0,27 μg/mL e kmax 1,39 ± 0,20 h-1. Os valores dos parâmetros da modelagem PK-PD obtidos in vivo diferiram dos descritos na literatura para o mesmo antibiótico e bactéria quando simulados in vitro. Conclusões: O modelo Emax-modificado descreveu os perfis de crescimento e morte bacteriana em função do tempo obtidos nas diferentes posologias testadas sendo adequado para modelagem PK-PD da piperacilina nas condições experimentais investigadas. / Purpose: The objective of this study was to model the killing effect of a β-lactam antibiotic, piperacillin (PIP), in neutropenic and E. coli ATCC 25922 infected rats after different dosing regimens using a modified Emax PK-PD model. Methodology: Pharmacokinetic studies: Total plasma and free tissue concentrations of PIP, determined by microdialysis, were investigated after i.v. bolus of 240 mg/kg of the drug to immunecompromised (cyclophosphamide) and E. coli infected (107 CFU) Wistar rats. Microdialysis probes recoveries were determined by retrodialysis. Plasma and tissue samples were analyzed by HPLC. Pharmacodynamic studies: The infected rats were treated with iv bolus PIP 120 mg/kg or 240 mg/kg q8h, q6h, q4h. Three animals were sacrificed at predetermined times up to 24 hours. The infected muscle was removed, homogenized and the number of CFU/mL was determined by plate counting after 24 hours of incubation at 37ºC. A control group without treatment was used. PK-PD modeling: PIP killing effect as a function of time was fitted using the Emax-modified model with the aid of a non-linear regression computer program SCIENTIST® v.2.0. Results and Discussion: The pharmacokinetic parameters determined for PIP 240 mg/kg iv bolus were: t½ of 40 ± 8 min; CL of 0.46 ± 0.021 (L/h/kg) and Vdss of 0.30 ± 0.06 L/kg. Piperacillin free tissue levels were predicted using plasma data ina a simultaneous fitting with a proportionality factor of 0.342 ± 0.101. The parameters derived from PK-PD modeling were: bacterial killing rate (kmax) of 1.39 ± 0.20 h-1 concentration to produce 50% of de maximum effect (EC50) of 1.31 ± 0.27 μg/mL. The PK-PD parameters determined in vivo were different from those reported for the same bacteria and drug in vitro. Conclusions: The Emax model adequately described PIP antibacterial effect in animals for the different dosing regimens investigated.

Introdução: Reportam-se modificações metabólicas e hemodinâmicas em pacientes críticos em sepse e incluem-se neste grupo, os grandes queimados. Nesses pacientes ocorrem profundas alterações na farmacocinética de agentes antimicrobianos hidrofílicos prescritos no tratamento empírico das infecções bacterianas graves. Então, o alvo terapêutico não é alcançado em decorrência das concentrações plasmáticas desses antimicrobianos serem inferiores às requeridas para o controle das infecções. Na suspeita de sepse, a terapia antimicrobiana de primeira escolha prevê administração sistêmica dos antimicrobianos a vancomicina e a piperacilina, sendo esta última associada à tazobactana, um inibidor da beta-lactamase. Objetivo: Propôs-se nesse projeto a investigação da farmacocinética da vancomicina e da piperacilina através do monitoramento plasmático. Propôs-se ainda a avaliação da efetividade dos dois antimicrobianos na dose empírica recomendada com base na função renal aos pacientes críticos grandes queimados em sepse por patógeno hospitalar. Métodos: Investigaram-se 42 pacientes grandes queimados em terapia intensiva com lesões de 2° grau profundo e de 3° grau com suspeita de sepse por patógeno hospitalar. A prescrição constou de terapia combinada de vancomicina e piperacilina nas doses empíricas recomendadas com base na função renal de cada paciente. Seguem as características dos pacientes investigados: adultos de ambos os sexos (33M/9F), médias/ DP: 40,9±17,5 anos, 70,1±11,5 Kg, 33,6±20,7% de superfície corpórea total queimada (SCTQ), sendo 37/42 pacientes apresentaram função renal normal, e 5/42 pacientes com insuficiência renal, sem necessidade de prescrição de diálise pelo nefrologista. Registrou-se trauma térmico/ elétrico em 39/3; a lesão inalatória ocorreu em 25 pacientes. Efetuou-se coleta seriada de 2-3 amostras sanguíneas (Vacutainer/EDTA sódico); após separação do sangue por centrifugação a 2800g para obtenção do plasma, realizou-se o processamento laboratorial para os dois analitos pelo monitoramento plasmático da vancomicina e da piperacilina através da cromatografia líquida de alta eficiência. Realizou-se o estudo farmacocinético com base no modelo aberto monocompartimental. Através da análise PK/PD foi possível determinar os índices de efetividade para a vancomicina a partir da razão da área sob a curva no intervalo de 24 horas e a concentração inibitória mínima ASCss 0-24/CIM > 400, e para a piperacilina 70%fΔT>CIM; o significado desse último índice determinado para o derivado β-lactâmico está relacionado a fração do intervalo de dose em que a concentração plasmática livre da piperacilina permanece acima da CIM. Resultados: Registrou-se alteração da farmacocinética da vancomicina e da piperacilina nos pacientes queimados com função renal normal pela comparação entre cada paciente e o valor de referência reportado para voluntários sadios. Nos pacientes com insuficiência renal registrou-se o prolongamento da meia vida biológica pela alteração na depuração e/ou no volume de distribuição. Registrou-se farmacocinética alterada em diferentes proporções tanto nos pacientes queimados com função renal preservada, como naqueles com disfunção renal. Após a análise PK/PD, a dose empírica de vancomicina administrada aos pacientes com função renal normal, registrou-se cobertura em 37/37 pacientes contra patógenos sensíveis (CIM 1mg/L), caindo para 18/37 (49%) pacientes para patógenos, CIM 2 mg/L. Não se registrou cobertura contra patógenos CIM>2 mg/L (CIM 4mg/L) independente da função renal dos pacientes. Após a dose empírica prescrita na função renal preservada, a cobertura da piperacilina ocorreu até CIM 4mg/L, para os patógenos sensíveis, caindo para 34/37 (92%) CIM 8 mg/L. Apenas 22/37 (60%) pacientes se encontraram protegidos contra patógenos sensíveis mais agressivos CIM 16 mg/L Pseudomonas aeruginosa e Enterococcus spp. Conclusão: O monitoramento plasmático da vancomicina e da piperacilina indica que a dose empírica recomendada para os dois agentes não alcança efetividade no controle das infecções causadas por patógenos hospitalares sensíveis à vancomicina (CIM>1mg/L) e à piperacilina (CIM >4 mg/L) em consequência de níveis plasmáticos inferiores aos requeridos no controle das infecções, devido a profundas alterações na farmacocinética desses antimicrobianos. / Introduction: Metabolic and hemodynamic changes were reported in critically ill patients including burn patients in sepsis. Then, pharmacokinetics is altered in those patients mainly for hydrophilic antimicrobial agents prescribed for the control of severe bacterial infections; consequently, the therapeutic target wasn\'t reached based on drug plasma concentrations lower than expected. Antimicrobial therapy recommended in sepsis suspicious is based in a combination of two antimicrobials; vancomycin, a glycopeptides derivative and a beta-lactam agent piperacillin-tazobactam, a beta-lactamase inhibitor. Objective: It was proposed a pharmacokinetic investigation for vancomycin and piperacillin based on drug plasma monitoring followed by drug effectiveness measurements by PK/PD analysis after the empiric dose regimen recommended to normal renal function or renal failure burn patients in sepsis. Methods: 42 adult burn patients of both gender (33M/9F) with deep 2nd and 3rd injuries in septic shock by nosocomial pathogens under intensive care were investigated. A combined antimicrobial therapy at the recommended empirical dose regimen vancomycin-piperacillin was prescribed on the basis of renal function. Characteristics of population of patients investigated, means/SD were: 40.9±17.5 yrs, 70.1±11.5 kg, 33.6±20.7% total burn surface area (TBSA). Normal renal function was registered in 37/42 patients against 5/42 of them with renal failure. Thermal/electrical injuries occur in 39/3, and inhalation injury were in 25 of them. A serial of 2-3 blood samples were obtained from venous catheter into vacuum tubes (sodium EDTA); after centrifugation (2800g) plasma samples were obtained for drug plasma monitoring; both analytes, vancomycin and piperacillin were quantified by high performance liquid chromatography. Pharmacokinetics investigation based on one compartment open model was performed. PK/PD analysis was done to determine antimicrobial effectiveness against nosocomial pathogens isolated. Recommended drug effectiveness index was AUCss 0-24/MIC > 400 for vancomycin and 70%fΔT>MIC for piperacillin. Results: Pharmacokinetics for both antimicrobials investigated showed to be altered in a different extension for vancomycin and piperacillin in burn patients with normal renal function by comparison with reference data reported in healthy adult volunteers. PK/PD analysis indicated that after the initial dose regimen 2g daily for patients with normal renal function, the vancomycin effectiveness occurs only for susceptible pathogens MIC 1mg/L, once drug effectiveness falls to 49% (18/37) against pathogens (MIC 2mg/L). Similarly, piperacillin effectiveness occurs just for susceptible pathogens MIC ≤ 4 mg/L in patients with normal renal function, once only 22/37 (60%) of patients reached the target MIC 16mg/L for Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus spp. Conclusion: Vancomycin and piperacillin plasma monitoring indicated that the therapeutic target wasn´t reached with the empiric dose regimen recommended against nosocomial pathogens vancomycin susceptible (MIC>1mg/L) and piperacillin susceptible (MIC >4 mg/L) due to plasma levels lower than expected as a consequence of kinetic disposition altered for both antimicrobials.

Introdução: Reportam-se modificações metabólicas e hemodinâmicas em pacientes críticos em sepse e incluem-se neste grupo, os grandes queimados. Nesses pacientes ocorrem profundas alterações na farmacocinética de agentes antimicrobianos hidrofílicos prescritos no tratamento empírico das infecções bacterianas graves. Então, o alvo terapêutico não é alcançado em decorrência das concentrações plasmáticas desses antimicrobianos serem inferiores às requeridas para o controle das infecções. Na suspeita de sepse, a terapia antimicrobiana de primeira escolha prevê administração sistêmica dos antimicrobianos a vancomicina e a piperacilina, sendo esta última associada à tazobactana, um inibidor da beta-lactamase. Objetivo: Propôs-se nesse projeto a investigação da farmacocinética da vancomicina e da piperacilina através do monitoramento plasmático. Propôs-se ainda a avaliação da efetividade dos dois antimicrobianos na dose empírica recomendada com base na função renal aos pacientes críticos grandes queimados em sepse por patógeno hospitalar. Métodos: Investigaram-se 42 pacientes grandes queimados em terapia intensiva com lesões de 2° grau profundo e de 3° grau com suspeita de sepse por patógeno hospitalar. A prescrição constou de terapia combinada de vancomicina e piperacilina nas doses empíricas recomendadas com base na função renal de cada paciente. Seguem as características dos pacientes investigados: adultos de ambos os sexos (33M/9F), médias/ DP: 40,9±17,5 anos, 70,1±11,5 Kg, 33,6±20,7% de superfície corpórea total queimada (SCTQ), sendo 37/42 pacientes apresentaram função renal normal, e 5/42 pacientes com insuficiência renal, sem necessidade de prescrição de diálise pelo nefrologista. Registrou-se trauma térmico/ elétrico em 39/3; a lesão inalatória ocorreu em 25 pacientes. Efetuou-se coleta seriada de 2-3 amostras sanguíneas (Vacutainer/EDTA sódico); após separação do sangue por centrifugação a 2800g para obtenção do plasma, realizou-se o processamento laboratorial para os dois analitos pelo monitoramento plasmático da vancomicina e da piperacilina através da cromatografia líquida de alta eficiência. Realizou-se o estudo farmacocinético com base no modelo aberto monocompartimental. Através da análise PK/PD foi possível determinar os índices de efetividade para a vancomicina a partir da razão da área sob a curva no intervalo de 24 horas e a concentração inibitória mínima ASCss 0-24/CIM > 400, e para a piperacilina 70%fΔT>CIM; o significado desse último índice determinado para o derivado β-lactâmico está relacionado a fração do intervalo de dose em que a concentração plasmática livre da piperacilina permanece acima da CIM. Resultados: Registrou-se alteração da farmacocinética da vancomicina e da piperacilina nos pacientes queimados com função renal normal pela comparação entre cada paciente e o valor de referência reportado para voluntários sadios. Nos pacientes com insuficiência renal registrou-se o prolongamento da meia vida biológica pela alteração na depuração e/ou no volume de distribuição. Registrou-se farmacocinética alterada em diferentes proporções tanto nos pacientes queimados com função renal preservada, como naqueles com disfunção renal. Após a análise PK/PD, a dose empírica de vancomicina administrada aos pacientes com função renal normal, registrou-se cobertura em 37/37 pacientes contra patógenos sensíveis (CIM 1mg/L), caindo para 18/37 (49%) pacientes para patógenos, CIM 2 mg/L. Não se registrou cobertura contra patógenos CIM>2 mg/L (CIM 4mg/L) independente da função renal dos pacientes. Após a dose empírica prescrita na função renal preservada, a cobertura da piperacilina ocorreu até CIM 4mg/L, para os patógenos sensíveis, caindo para 34/37 (92%) CIM 8 mg/L. Apenas 22/37 (60%) pacientes se encontraram protegidos contra patógenos sensíveis mais agressivos CIM 16 mg/L Pseudomonas aeruginosa e Enterococcus spp. Conclusão: O monitoramento plasmático da vancomicina e da piperacilina indica que a dose empírica recomendada para os dois agentes não alcança efetividade no controle das infecções causadas por patógenos hospitalares sensíveis à vancomicina (CIM>1mg/L) e à piperacilina (CIM >4 mg/L) em consequência de níveis plasmáticos inferiores aos requeridos no controle das infecções, devido a profundas alterações na farmacocinética desses antimicrobianos. / Introduction: Metabolic and hemodynamic changes were reported in critically ill patients including burn patients in sepsis. Then, pharmacokinetics is altered in those patients mainly for hydrophilic antimicrobial agents prescribed for the control of severe bacterial infections; consequently, the therapeutic target wasn\'t reached based on drug plasma concentrations lower than expected. Antimicrobial therapy recommended in sepsis suspicious is based in a combination of two antimicrobials; vancomycin, a glycopeptides derivative and a beta-lactam agent piperacillin-tazobactam, a beta-lactamase inhibitor. Objective: It was proposed a pharmacokinetic investigation for vancomycin and piperacillin based on drug plasma monitoring followed by drug effectiveness measurements by PK/PD analysis after the empiric dose regimen recommended to normal renal function or renal failure burn patients in sepsis. Methods: 42 adult burn patients of both gender (33M/9F) with deep 2nd and 3rd injuries in septic shock by nosocomial pathogens under intensive care were investigated. A combined antimicrobial therapy at the recommended empirical dose regimen vancomycin-piperacillin was prescribed on the basis of renal function. Characteristics of population of patients investigated, means/SD were: 40.9±17.5 yrs, 70.1±11.5 kg, 33.6±20.7% total burn surface area (TBSA). Normal renal function was registered in 37/42 patients against 5/42 of them with renal failure. Thermal/electrical injuries occur in 39/3, and inhalation injury were in 25 of them. A serial of 2-3 blood samples were obtained from venous catheter into vacuum tubes (sodium EDTA); after centrifugation (2800g) plasma samples were obtained for drug plasma monitoring; both analytes, vancomycin and piperacillin were quantified by high performance liquid chromatography. Pharmacokinetics investigation based on one compartment open model was performed. PK/PD analysis was done to determine antimicrobial effectiveness against nosocomial pathogens isolated. Recommended drug effectiveness index was AUCss 0-24/MIC > 400 for vancomycin and 70%fΔT>MIC for piperacillin. Results: Pharmacokinetics for both antimicrobials investigated showed to be altered in a different extension for vancomycin and piperacillin in burn patients with normal renal function by comparison with reference data reported in healthy adult volunteers. PK/PD analysis indicated that after the initial dose regimen 2g daily for patients with normal renal function, the vancomycin effectiveness occurs only for susceptible pathogens MIC 1mg/L, once drug effectiveness falls to 49% (18/37) against pathogens (MIC 2mg/L). Similarly, piperacillin effectiveness occurs just for susceptible pathogens MIC ≤ 4 mg/L in patients with normal renal function, once only 22/37 (60%) of patients reached the target MIC 16mg/L for Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus spp. Conclusion: Vancomycin and piperacillin plasma monitoring indicated that the therapeutic target wasn´t reached with the empiric dose regimen recommended against nosocomial pathogens vancomycin susceptible (MIC>1mg/L) and piperacillin susceptible (MIC >4 mg/L) due to plasma levels lower than expected as a consequence of kinetic disposition altered for both antimicrobials.