Les pneumopathies acquises sous ventilation mécanique (PAVM) sont responsables d'une mortalité élevée. La nébulisation d'antibiotiques permet d'améliorer l'efficacité de leur traitement. Pour autant, aucune donnée pharmacocinétique portant sur la colistine et la gentamicine ne permet de recommander un schéma posologique particulier.Nous avons comparé les propriétés pharmacocinétiques plasmatique et intra-pulmonaire de la colistine (administrée sous forme de prodrogue, le colistiméthate sodique ou CMS) et de la gentamicine selon le mode d'administration (nébulisation ou perfusion intraveineuse) chez des patients de réanimation présentant une PAVM.Les concentrations intra-pulmonaires de colistine et de gentamicine étaient, respectivement, de 10 à 40 et 50 à 70 fois supérieures, après nébulisation, à celles retrouvées après administration d'une même dose par voie intraveineuse. La nébulisation permettrait également de limiter le risque de toxicité systémique avec une biodisponibilité inférieure à 10%.En assurant de fortes concentrations intra-pulmonaires et un faible passage systémique, la nébulisation de CMS et de gentamicine pourrait être une bonne alternative à leur administration intraveineuse dans le traitement des PAVM. / Ventilator-associated pneumonia (VAP) is associated with high mortality. Nebulization of antibiotics improves outcome of patient with VAP. However, pharmacokinetic data concerning colistin and gentamicin allowing for optimal dosing regimen recommendation are lacking.We compared systemic and pulmonary concentrations of colistin (administered as an inactive prodrug, colistin methanesulfonate or CMS) and gentamicin according to the route of administration (nebulization and intravenous infusion) in critically ill patients with VAP.Intra-pulmonary concentrations of colistin and gentamicin were 10 to 40-fold and 50 to 70-fold much higher after nebulization than after the same dose by intravenous route, respectively. Nebulization has also the theoretical potential advantage to improve patients' safety in relation to the colistin biodisponibility lower than 10%.With high intra-pulmonary concentrations and very low systemic absorption, CMS and gentamicin nebulization may be good alternatives to intravenous infusion for VAP treatment.

INTRODUÇÃO: O aumento da incidência de infecções causadas por bactérias resistentes a múltiplos antimicrobianos limita cada vez mais as opções terapêuticas, dificultando o tratamento e aumentando os índices de morbidade e mortalidade, além dos gastos em saúde. Ao longo dos últimos cinco anos, essa limitação tem levado ao reestabelecimento do uso de antimicrobianos consideradas ultrapassados, como as polimixinas. Este grupo passou a ser utilizado com cada vez mais frequência no tratamento de infecções causadas por microrganismos gram-negativos resistentes aos carbapenêmicos. As enterobactérias, em particular a espécie Klebsiella pneumoniae, tem apresentado frequentemente esse perfil, porém, a resistência à polimixinas têm sido relatada, eliminando essa importante alternativa terapêutica. Apesar da importância do tema, são escassas as publicações sobre frequência de resistência às polimixinas em K. pneumoniae e a relação clonal entre isolados resistentes à polimixina B no Brasil. OBJETIVOS: Avaliar a relação genética, perfil de sensibilidade antimicrobiana e mecanismos de resistência às polimixinas em K. pneumoniae. MATERIAIS E MÉTODOS: A execução deste trabalho dividiu-se em duas partes principais: (i) levantamento de dados de culturas positivas para K. pneumoniae da rotina de pacientes hospitalizados em instituições atendidas pelo serviço de análises clínicas do Fleury Medicina e Saúde; (ii) confirmação das concentrações inibitórias mínimas (CIM) para polimixina B, avaliação da relação clonal por eletroforese em campos pulsados (PFGE),e sequenciamento de múltiplos loci (MLST), avaliação da integridade do gene mgrB e da presença do gene mcr-1 por PCR entre isolados resistentes à polimixina B e aos carbapenêmicos (CPRKp). RESULTADOS e CONCLUSÕES: Na análise de 3.085 isolados de K. pneumoniae obtidos de pacientes internados em 11 hospitais da Grande São Paulo entre os anos de 2011 e 2015, foi evidenciado um aumento estatisticamente significativo na resistência aos carbapenêmicos de 6,8% em 2011 para 35,5% em 2015. Em 2015, KPC foi detectada em 96,2% dos isolados resistentes aos carbapenêmicos. A distribuição das concentrações inibitórias mínimas de polimixina B entre todos os isolados de K. pneumoniae evidenciou uma distribuição bimodal com a CIM de 2 mg/L como o valor de ponto de corte para a susceptibilidade à polimixina B; assim, 3,6% do número total de isolados sensíveis aos carbapenêmicos foram interpretados como resistentes enquanto essa proporção foi de 22,5% entre as resistentes aos carbapenêmicos (CRKp). Entre esses últimos isolados também houve um aumento estatisticamente significativo na tendência anual de resistência à polimixina B, de 0% em 2011 para 27,1% em 2015. Estas taxas variaram de 0,7% em 2011 para 3,9% até junho de 2014 entre os sensíveis aos carbapenêmicos. Entre os antimicrobianos alternativos, a amicacina e a tigeciclina foram os compostos mais ativos. A análise por PFGE de 60 isolados de CPRKp obtidos de pacientes distintos nos anos de 2014 e 2015 evidenciou dois grandes grupos clonais: CPRKp1 e CPRKp2, os quais segundo a análise por MLST pertencem, respectivamente, aos grupos ST11 e ST437, ambos do complexo clonal 258. Foi observado o mesmo grupo ST entre isolados obtidos dentro de um mesmo hospital e também entre diferentes hospitais, públicos e privados. O mecanismo de resistência mais comum entre os isolados de CPRKp foi a presença de sequências de inserção interrompendo o gene mgrB. O gene mcr-1 não foi detectado em nenhum dos isolados. / INTRODUCTION: The increasing incidence of infections caused by bacteria resistant to multiple antimicrobials increasingly limits therapeutic options, making treatment difficult and increasing the morbidity and mortality and health spending. Over the past five years, this limitation has led to the reestablishment of the use of antimicrobials deemed outdated, such as polymyxins. This group is now used with increasing frequency to treat infections caused by carbapenem-resistant gram-negative microorganisms. Enterobacteria, especially Klebsiella pneumoniae, have often presented this profile, however, resistance to polymyxins have been also reported, eliminating this important therapeutic alternative. Despite the importance of this issue, the publications are scarce on the polymyxins resistance frequency in K. pneumoniae and clonal relationship among isolates resistant to polymyxin B in Brazil. OBJECTIVES: To evaluate the genetic relationship, antimicrobial susceptibility profile and polymyxin B resistance mechanisms in K. pneumoniae. MATERIALS AND METHODS: The execution of this work was divided into two main parts: (i) survey data on routine cultures positive for K. pneumoniae from patients hospitalized in institutions attended by the clinical analysis service of Fleury Health and Medicine; (ii) confirmation of to polymyxin B minimum inhibitory concentrations (MIC), evaluation of clonal relationship by electrophoresis pulsed field gel electrophoresis (PFGE), multilocus sequence typing (MLST), evaluation of the integrity of the mgrB gene and the presence of mcr-1 gene by PCR among isolates resistant to polymyxin B and carbapenems (CPRKp). RESULTS AND CONCLUSIONS: The analysis of 3,085 K. pneumoniae isolates obtained from inpatients from 11 hospitals in the São Paulo urban area between 2011 and 2015, has shown a statistically significant increase in carbapenem resistance from 6.8% in 2011 to 35.5% in 2015. In 2015, KPC was detected in 96.2% of isolates resistant to carbapenems. The polymyxin B MIC distribution of all Klebsiella pneumoniae showed a bimodal distribution with the MIC of 2 mg/L as the cutoff value for polymyxin B susceptibility; thus, 3.6% of the total number of isolates susceptible to carbapenems were interpreted as resistant while this proportion was 22.5% among carbapenem-resistant isolates (CRKp). Among these isolates there was also a statistically significant increase in the annual trend of polymyxin B resistance, from 0% in 2011 to 27.1% in 2015. These rates ranged from 0.7% in 2011 to 3.9% by June 2014 between carbapenem-susceptible isolates. Among alternative antimicrobials, amikacin and tigecycline were the most active compounds. The analysis by PFGE of 60 CPRKp isolates obtained from different patients in the years 2014 and 2015 showed two major clonal groups: CPRKp1 and CPRKp2, which according to the analysis by MLST belong respectively to ST11 and ST437 groups, both from clonal complex 258. We observed the same ST group of isolates obtained within a hospital and between different public and private hospitals. The most common mechanism of polymyxin B resistance among CPRKp isolates was the presence of insertion sequences interrupting the mgrB gene. The mcr-1 gene was not detected in any of the isolates.

Les entérobactéries productrices de carbapénèmases peuvent être responsables d’impasses thérapeutiques puisque ces souches sont multirésistantes aux antibiotiques. La colistine, un antibiotique de la famille des polymyxines, fait partie des molécules de derniers recours potentiellement utilisables pour le traitement des patients infectés par ces souches. Son utilisation est ainsi en augmentation constante mais des résistances émergent.Ce travail a contribué à l’amélioration du diagnostic de la résistance à la colistine par le développement de deux nouveaux outils diagnostiques : un test rapide, le Rapid Polymyxin NP test et un milieu de culture sélectif, la gélose SuperPolymyxin. Il a permis d’identifier de nouvelles mutations chromosomiques au sein des gènes pmrA, pmrB, phoP, phoQ, mgrB et crrB responsables de l’acquisition de résistances et d’hétérorésistance à la colistine chez K. pneumoniae et K. oxytoca. Il a révélé que les mutations chromosomiques et les résistances plasmidiques étaient additionnelles et pouvaient entraîner l’acquisition d’un haut niveau de résistance à la colistine chez E. coli. Il a permis d’identifier une épidémie de souches de K. pneumoniae productrices de la carbapénèmase OXA-48 et résistantes à la colistine en France en 2014. Il a démontré que Hafnia était un genre d’entérobactéries présentant une résistance naturelle de bas niveau à la colistine. Enfin, il a permis de proposer une option thérapeutique, le ceftazidime/avibactam en association ou non avec l’aztréonam, pour traiter les patients infectés par les souches de K. pneumoniae productrices de carbapénèmases et résistantes à la colistine.Ce travail a ainsi contribué à améliorer les connaissances sur la résistance à la colistine chez les BGN au niveau du diagnostic, des mécanismes de résistance acquis, des résistances naturelles, et de l’épidémiologie et a permis de proposer des combinaisons d’antibiotiques actives in vitro sur les souches de K. pneumoniae productrices de carbapénèmases et résistantes à la colistine. / Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae may be responsible for therapeutic impasses since these strains are multidrug-resistant. Colistin, an antibiotic of the polymyxin family, is one of the last-resort molecules potentially usable for the treatment of patients infected with these strains. Its use is thus constantly increasing but resistances emerge.This work contributed to improve the diagnosis of colistin resistance by developing two new diagnostic tools: a rapid test, the Rapid Polymyxin NP test and a selective culture medium, the SuperPolymyxin agar. It identified new chromosomal mutations within the pmrA, pmrB, phoP, phoQ, mgrB and crrB genes responsible for the acquisition of colistin resistance and heteroresistance in K. pneumoniae and K. oxytoca. It revealed that chromosomal mutations and plasmid resistance were additional and could lead to the acquisition of a high level of colistin resistance in E. coli. It identified an outbreak caused by colistin-resistant OXA-48-producing K. pneumoniae strains in France in 2014. It demonstrated that Hafnia was a genus of enterobacteria with low-level intrinsic resistance to colistin. Finally, it suggested a therapeutic option, the ceftazidime / avibactam in combination or not with aztreonam, to treat patients infected with colistin-resistant and carbapenemase-producing K. pneumoniae.This work has significantly contributed to improve the knowledge of colistin resistance in Gram negatives in diagnostic, in characterization of acquired or intrinsic resistance mechanisms, and in epidemiology.

Introdução: As polimixinas são consideradas as opções terapêuticas de resgate para o tratamento das infecções de corrente sanguínea (ICS) por bacilos Gram-negativos (BGN) com resistência aos carbapenens (CR) e a combinação com outro antimicrobiano tem sido utilizada apesar da falta de evidência clínica para esta prática. Objetivo: Avaliar o uso de polimixina B intravenosa em monoterapia e em combinação com outro antimicrobiano para ICS por BGN CR. Pacientes e Métodos: Foi um estudo de coorte retrospectivo em um hospital terciário, incluindo 99 pacientes. A comparação dos tipos terapias foi através do propensity score. Resultados: A mortalidade global em 30 dias foi de 43,4%: 40,7% (24 de 59) e 47,5% (19 de 40), p=0,51, em pacientes que receberam combinação e monoterapia, respectivamente. A sepse grave/choque séptico no dia da ICS, alta pontuação do escore de bacteremia de Pitt e a presença de neoplasia como doença de base foram, independentemente, associados a maior mortalidade em 30 dias no modelo de regressão de Cox. A terapia combinada não foi significativamente associada a este resultado (hazard ratio, 0,70; intervalo de confiança de 95%, 0,36-1,36); p=0,29). Apesar de não ser significativa, houve uma tendência a um efeito benéfico da associação em pacientes com ICS por BGN CR da família Enterobacteriaceae. Não houve diferença no desenvolvimento de insuficiência renal aguda em pacientes que receberam terapia de combinação comparado com os que receberam monoterapia. Conclusão: Não houve diferença na mortalidade em 30 dias em pacientes com ICS por BGN CR tratados com polimixina B em combinação com outro antimicrobiano ou em monoterapia. A prática rotineira de combinar um segundo antibiótico em esquemas baseados em polimixinas, especialmente, se a bactéria apresenta resistência in vitro ao carbapenem, ainda necessita estudos clínicos adicionais. / Background: Polymyxins are usually the last resort therapy for carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CR GNB) bloodstream infections (BSIs), combination with another antimicrobial has been used despite the lack of clinical evidence supporting such practice. Objetive: We aimed to assess the use of intravenous polymyxin B in combination with another antimicrobial in comparison with polymyxin B as a single drug for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. Patient and methods: We compared combination versus monotherapy with polymyxin B for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. It was a retrospective cohort study at a tertiary-hospital including 99 patients. Results: The overall 30-day mortality was 43.4%: 40.7% (24 of 59) and 47.5% (19 of 40), P=0.51, in patients receiving combination and monotherapy, respectively. Severe sepsis/ septic shock at BSI onset higher Pitt bacteremia score and neoplasia were independently associated with higher 30-day mortality in a Cox-regression model. Combination therapy was not significantly associated with this outcome (Hazard Ratio, 0.70; 95% confidence interval, 0.36-1.36); P=0.29). Although not significant, there was a tendency to a beneficial effect of combination in patients with Enterobacteriaceae CR GNB BSIs. There was no difference in development of AKI in patients receiving combination therapy compared to those receiving monotherapy. Conclusions: There was no difference in 30-day mortality in patients with CR GNB BSIs treated with polymyxin B in combination with another antimicrobial compared with polymyxin B alone. The routine practice of combining a second antibiotic in polymyxins-based regimes, especially if the bacteria present in vitro resistance to the agent, still lacks support from clinical studies.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-04. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:26Z : No. of bitstreams: 1 Publico-304.pdf: 908273 bytes, checksum: fde22ebc553f8fa63d900f7873b29d41 (MD5) / Introdução: Acinetobacter spp. e Pseudomonas aeruginosa constituem importantes patógenos causadores de infecções relacionadas à assistência à saúde em hospitais brasileiros e tem se tornado, cada vez mais, resistentes a praticamente todos os antimicrobianos disponíveis. Dessa forma, a indicação clínica do uso parenteral das polimixinas tem sido restabelecida nos últimos anos. Consequentemente, os laboratórios de microbiologia devem estar aptos a realizar testes de sensibilidade que forneçam resultados confiáveis. Objetivo: Avaliar a influência dos métodos de sensibilidade aos antimicrobianos no uso clínico das polimixinas. Material e métodos: Foram testadas nove amostras de P. aeruginosa e 10 de Acinetobacter spp., quanto à sensibilidade à polimixina B e colistina. Foram comparados os resultados obtidos por diluição em ágar, microdiluição em caldo e Etest, realizados conforme recomendações do CLSI. Para cada metodologia foi avaliada a influência do meio de cultura, concentração de cálcio, concentração do inóculo e tempo de incubação, na determinação da CIM. Resultados: Houve uma boa correlação entre as distintas técnicas de sensibilidade às polimixinas para Acinetobacter spp., diferente de P. aeruginosa. Foi observado 100% de concordância entre os resultados obtidos com meio Iso-Sensitest e o meio Mueller-Hinton, por diluição em agar e Etest, para Acinetobacter spp. Já pela metodologia de microdiluição em caldo, essa correlação foi menor: 90% e 60% para polimixina B e colistina, respectivamente. Para P. aeruginosa, a metodologia de Etest foi a que mais sofreu variação nas CIMs, quando utilizados diferentes meios de cultura para realização dos testes de sensibilidade. Em geral, com o meio BHI foram obtidas CIMs mais baixas do que com o meio Müeller-Hinton. O aumento da concentração de cálcio no meio de cultura promoveu a elevação em ±1Log2 nas CIMs de ambas espécies, sendo a metodologia de Etest a que mais sofreu influência dessa variável, sendo que, 55,6% e 88,9% de erros leve foram observados para polimixina B e colistina, respectivamente. Além disso, 11,1% de erro grave foi observado em testes com polimixina B. A metodologia de diluição em ágar sofreu maior influencia do tamanho do inóculo do que microdiluição em caldo, apresentando taxas de erro leve de erros leve de 10% (polimixina B) e 30% (colistina), para Acinetobacter spp.; e 33,3% (polimixina B) e 66,6% (colistina), para P. aeruginosa. Quando realizada leitura com diferentes tempos de incubação, só foi observada diferenças nas CIMs entre os isolados de P. aeruginosa, sendo a metodologia de Etest a que sofreu maior influência dessa variável, onde foram observadas taxas de erro leve de 33,3% (polimixina B) e 44,4% (colistina). Pela metodologia de diluição em ágar ocorreu 11,1% de erro leve. A metodologia de microdiluição em caldo não sofreu influência dessa variável. / Introduction: Acinetobacter spp. e Pseudomonas aeruginosa are important pathogens that cause infections in Brazilian hospitals and have become resistant to almost every available antimicrobial. Thereby, the clinical indication of parenteral use of polymyxin has been reestablished in recent years. Therefore, the clinical laboratory of microbiology need be able to perform reliable susceptibility antimicrobial tests. Objective: Analyze the influence of susceptibility antimicrobial tests in the clinical use of polymyxins. Material and Methods: Nine P. aeruginosa and 10 Acinetobacter spp. strains were tested to polymyxin susceptibility. The results of agar dilution, broth microdilution and Etest were compared, according CSLI. The influence of culture medium, calcium concentration, inoculum concentration and incubation time in the susceptibility antimicrobial test was evaluated. Results: There was good agreement between different polymyxin antimicrobial susceptibility methods for Acinetobacter spp isolates, but not for P. aeruginosa. It was observed 100% of agreement between Iso-sensitest and Müeller-Hinton medium through agar dilution and Etest for Acinetobacter spp. isolates. Through broth microdilution occurred 90% of agreement for polymyxin B and 60% for colistin. Between P. aeruginosa isolates, Etest had greater MIC variation when using different culture mediuns. In general, BHI medium had low MICs comparing with Müller- Hinton. The calcium concentration increase in the culture medium promoted MICs elevation in ±1Log2 of dilution, for both microrganisms. Etest had 55,6% (polymyxin B) and 88,9% (colistin) of minor error, and 11,1% of major error in polymyxin B. Inoculum size had greater influence in agar dilution, with minor error rates of 10% (polymyxin B) and 30% (colistin) for Acinetobacter spp. isolates, and 33,3% (polymyxin B) and 66,6% (colistin) for P. aeruginosa isolates. Different time incubations caused MICs variation only between P. aeruginosa isolates. Etest method had 33,3% (polymyxin B) and 44,4%(colistin) of minor error. Through agar dilution, the minor error rate was 11,1% with incubation time variation. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Foi realizado um estudo de farmacocinética da polimixina B em pacientes críticos com desenvolvimento de um modelo populacional. Os critérios de inclusão foram pacientes internados em Unidade de Terapia Intensiva, com idade igual ou superior a 18 anos e em uso de polimixina B intravenosa por um período mínimo de 48 horas. Amostras de sangue, urina e dialisato foram coletadas durante um intervalo de doses no estado de equilíbrio. A concentração de polimixina B no plasma foi medida por meio de cromatografia líquida de alta performance associada à espectrometria de massas acoplada à espectrometria de massas, sua ligação às proteínas plasmáticas foi determinada por meio de diálise de equilíbrio rápido e a fração livre foi calculada. Foram realizadas análise farmacocinética populacional e Simulações de Monte Carlo. Foram incluídos 24 pacientes, dos quais dois estavam em hemodiálise contínua; 54,2% eram do sexo masculino e as medianas da idade, do escore APACHE e do peso corporal total foram de 61,5 anos, 21,5 e 62,5kg, respectivamente. As doses de polimixina B, conforme prescrição do médico assistente, variaram entre 0,45-3,38mg/kg/dia. O clearance estimado da creatinina nos 22 pacientes sem hemodiálise variou entre 10-143mL/min. A mediana da fração livre plasmática da polimixina B foi de 0,42 e a média (± desvio padrão) da fração livre da área sob a curva ao longo de um dia (fAUC0-24h) da polimixina B foi de 29,2±12,0mg•h/L, incluindo os pacientes em hemodiálise. A polimixina B foi excretada predominantemente por vias não renais e as medianas de sua recuperação urinária de forma inalterada foi de 4,04% e do seu clearance renal foi de 0,061L/hora. Nos pacientes 1 e 2 em hemodiálise foram identificados, respectivamente, clearance corporal total de 0,043 e 0,027L/h/kg, clearance da hemodiálise de 0,0052 e 0,0015L/h/kg; no dialisato foram recuperados 12,2% e 5,62% da dose como polimixina B não modificada. O clearance corporal total da polimixina B não mostrou nenhuma relação com o clearance da creatinina, escore APACHE II ou idade. A disposição da polimixina B no tempo foi adequadamente descrita pelo modelo de dois compartimentos com eliminação linear. O modelo farmacocinético populacional proporcionou ajustes excelentes para os perfis observados de concentração-tempo para pacientes individuais e as concentrações individuais e populacionais ajustadas foram precisas. O ajuste dos clearances e dos volumes de distribuição para o peso corporal total reduziu a variabilidade intersujeitos em 3,4% para o clearance e 41,7% para o volume de distribuição central; nos pacientes em diálise, após esse ajuste, os parâmetros estimados se assemelharam aos dos demais pacientes. As Simulações de Monte Carlo foram feitas com seis diferentes regimes de doses clinicamente relevantes escalonados pelo peso corporal total. O regime de doses de 1,5mg/kg 12/12h forneceu uma AUC0-24h de polimixina B no dia 4 de 90.4mg•hora/L para 50% dos pacientes, adequada para erradicação bacteriana em infecções graves por Pseudomonas aeruginosa ou Acinetobacter baumannii com concentração inibitória mínima para a polimixina B ≤2mg/L. Nas Simulações de Monte Carlo também foi possível identificar que uma melhor área sob a curva só foi atingida no dia 4 de tratamento. Este estudo mostrou que a dose de polimixina B intravenosa deve ser ajustada ao peso corporal total, que o melhor regime de doses é o de 1,5mg/kg 12/12h precedido de dose de ataque de 2,5mg/kg e que não há indicação de ajuste para a função renal, mesmo em pacientes em hemodiálise contínua. / A polymyxin B pharmacokinetics study in critically ill patients was conducted with the development of a population modeling. The inclusion criteria were patients from Intensive Care Unit, aged ≥18 years who received intravenous polymyxin B for ≥ 48 hours. Blood, urine and dialysate samples were collected over a dosing interval at steady state. Polymyxin B concentrations was measured by liquid chromatography- tandem mass spectrometry, its plasma protein binding was determined by rapid equilibrium dialysis and unbound fraction was calculated. Population pharmacokinetic analysis and Monte Carlo Simulations were conducted. Twenty four patients were enrolled, two of whom on continuous hemodialysis; 54.2% were male; the median of age, APACHE II score and total body weight were 61.5years, 21.5 and 62.5kg, respectively. The physician-selected dose of polymyxin B was 0.45- 3.38mg/kg/day. The creatinine clearance of the 22 patients without hemodialysis ranged from 10 to 143mL/min. The median unbound fraction in plasma of polymyxin B was 0.42 and the mean (± standard deviation) of the area under the curve over a day for unbound (fAUC0-24h) polymyxin B was 29.2±12.0mg•hour/L, including hemodialysis patients. Polymyxin B was predominantly nonrenally cleared with median unchanged urinary recovered of 4.04%; the median renal clearance was 0.061L/hour. Patients 1 and 2 in hemodialysis presented, respectively, total body clearance of 0.043 and 0.027L/h/kg, hemodialysis clearance of 0.0052 and 0.0015L/h/kg; 12.2% and 5.62% of the polymyxin dose were recovered intact in the dialysate. Polymyxin B total body clearance did not show any relationship with creatinine clearance, APACHE II score, or age. The time course of polymyxin B concentrations was well described by a 2-compartment disposition model with linear elimination. The population pharmacokinetics model provided excellent fits to the observed concentration-time profiles for individual patients and the individual-fitted and population-fitted concentrations were adequately precise. Linear scaling of clearances and volumes of distribution by total body weight reduced the between subject variability in 3.4% for clearance and 41.7% for the central volume of distribution; after this scaling, the estimated parameters in hemodialysis patients were within the range of estimates from the other patients. The population mean of the total body clearance of polymyxin B when scaled by total body weight (0.0276L/hour/kg) showed remarkably low interindividual variability. The Monte Carlo Simulations were performed for six different clinically relevant dosage regimens scaled by total body weight. The regimen of 1.5mg/kg/12 hours provided an AUC0- 24h of polymyxin B of 90.4 mg•h/L in day 4 for 50% of patients which is appropriate considering severe infections by Pseudomonas aeruginosa or Acinetobacter baumannii with minimal inhibitory concentration for polymyxin B ≤2mg/L. In Monte Carlo Simulations we also identified that the best area under the curve was attained only in the day 4 of the treatment. This study showed that doses of intravenous polymyxin B are best scaled by total body weight, that the best regimen of doses is 3mg/kg/day with a loading dose of 2.5mg/kg and that its dosage selection should not be based on renal function, even in patients in continuous hemodialysis.

La découverte récente du premier gène de résistance plasmidique à la colistine mcr-1 a mis en évidence le besoin urgent d'améliorer la détection des isolats résistant à la colistine dans les laboratoires de microbiologie clinique afin de pouvoir rapidement isoler les patients porteurs. L’objectif de ma thèse a ainsi été de répondre à cette problématique par le développement et l’évaluation d’outils spécifiques. Une revue a été rédigée visant à résumer les nouveaux outils développés pour détecter la résistance aux polymyxines, y compris la présentation des méthodes actuelles phénotypiques, antibiogrammes et génotypiques. Le milieu de culture LBJMR a été développé pour détecter toutes les bactéries à Gram négatif résistantes à la colistine et également les souches d’entérocoques résistants à la vancomycine qui représentent un autre problème majeur de santé publique. LBJMR est polyvalent et a permis de dépister 3 bactéries d'intérêt clinique à partir d’un même échantillon: E. coli et K. pneumoniae résistantes à la colistine, et E. faecium résistant à la vancomycine. Un brevet a été déposé. Le kit UMIC Colistine est un dispositif commercial de détermination de la CMI basé sur la méthode de référence. Évalué conformément à la norme ISO 20776, sa sensibilité était excellente pour la détection des souches porteuses du gène mcr-1. Le kit UMIC Colistine constitue ainsi une méthode rapide et fiable pour évaluer la CMI des isolats cliniques dans les laboratoires de microbiologie clinique. Enfin, mes travaux de thèse ont compris l’analyse d’une souche de K. pneumoniae hétérorésistante à la colistine et la description d’une nouvelle espèce bactérienne : Pseudomonas massiliensis. / The recent discovery of mcr-1, the first plasmid-mediated colistin resistance gene, highlighted the urgent need to implement the detection of colistin-resistant isolates in clinical microbiology laboratories, in order to isolate carrier patients. My thesis aimed to address this issue by developing and evaluating specific tools. A review was redacted to summarize the new tools developed to detect polymyxin resistance including the current phenotyping, susceptibility testing and genotyping methods. The LBJMR culture medium has been developed to detect all colistin-resistant Gram-negative bacteria and also the vancomycin-resistant enterococci which represent another major problem of public health. The LBJMR medium allowed the detection of different bacteria of interest from the same clinical sample: colistin-resistant E. coli and K. pneumoniae and also a vancomycin-resistant E. faecium. This project led to a patent filing. The UMIC Colistine kit is a ready-to-use device based on the reference method to determine the polymyxin MIC. Evaluated in accordance with ISO 20776 standard, its sensitivity was excellent for the detection of colistin-resistant strains harboring the mcr-1 gene. The UMIC Colistin system is a rapid and reliable method to determine colistin MIC of clinical isolates in clinical microbiology laboratories. My thesis project also included the analysis of a colistin-heteroresistant Klebsiella pneumoniae strain, and the description of a new bacteril species, Pseudomonas massiliensis. These studies highlight the need to improve the detection of colistin-resistant strains by using reliable methods, suitable for diagnosis in clinical microbiology laboratories.

Foi realizado um estudo de farmacocinética da polimixina B em pacientes críticos com desenvolvimento de um modelo populacional. Os critérios de inclusão foram pacientes internados em Unidade de Terapia Intensiva, com idade igual ou superior a 18 anos e em uso de polimixina B intravenosa por um período mínimo de 48 horas. Amostras de sangue, urina e dialisato foram coletadas durante um intervalo de doses no estado de equilíbrio. A concentração de polimixina B no plasma foi medida por meio de cromatografia líquida de alta performance associada à espectrometria de massas acoplada à espectrometria de massas, sua ligação às proteínas plasmáticas foi determinada por meio de diálise de equilíbrio rápido e a fração livre foi calculada. Foram realizadas análise farmacocinética populacional e Simulações de Monte Carlo. Foram incluídos 24 pacientes, dos quais dois estavam em hemodiálise contínua; 54,2% eram do sexo masculino e as medianas da idade, do escore APACHE e do peso corporal total foram de 61,5 anos, 21,5 e 62,5kg, respectivamente. As doses de polimixina B, conforme prescrição do médico assistente, variaram entre 0,45-3,38mg/kg/dia. O clearance estimado da creatinina nos 22 pacientes sem hemodiálise variou entre 10-143mL/min. A mediana da fração livre plasmática da polimixina B foi de 0,42 e a média (± desvio padrão) da fração livre da área sob a curva ao longo de um dia (fAUC0-24h) da polimixina B foi de 29,2±12,0mg•h/L, incluindo os pacientes em hemodiálise. A polimixina B foi excretada predominantemente por vias não renais e as medianas de sua recuperação urinária de forma inalterada foi de 4,04% e do seu clearance renal foi de 0,061L/hora. Nos pacientes 1 e 2 em hemodiálise foram identificados, respectivamente, clearance corporal total de 0,043 e 0,027L/h/kg, clearance da hemodiálise de 0,0052 e 0,0015L/h/kg; no dialisato foram recuperados 12,2% e 5,62% da dose como polimixina B não modificada. O clearance corporal total da polimixina B não mostrou nenhuma relação com o clearance da creatinina, escore APACHE II ou idade. A disposição da polimixina B no tempo foi adequadamente descrita pelo modelo de dois compartimentos com eliminação linear. O modelo farmacocinético populacional proporcionou ajustes excelentes para os perfis observados de concentração-tempo para pacientes individuais e as concentrações individuais e populacionais ajustadas foram precisas. O ajuste dos clearances e dos volumes de distribuição para o peso corporal total reduziu a variabilidade intersujeitos em 3,4% para o clearance e 41,7% para o volume de distribuição central; nos pacientes em diálise, após esse ajuste, os parâmetros estimados se assemelharam aos dos demais pacientes. As Simulações de Monte Carlo foram feitas com seis diferentes regimes de doses clinicamente relevantes escalonados pelo peso corporal total. O regime de doses de 1,5mg/kg 12/12h forneceu uma AUC0-24h de polimixina B no dia 4 de 90.4mg•hora/L para 50% dos pacientes, adequada para erradicação bacteriana em infecções graves por Pseudomonas aeruginosa ou Acinetobacter baumannii com concentração inibitória mínima para a polimixina B ≤2mg/L. Nas Simulações de Monte Carlo também foi possível identificar que uma melhor área sob a curva só foi atingida no dia 4 de tratamento. Este estudo mostrou que a dose de polimixina B intravenosa deve ser ajustada ao peso corporal total, que o melhor regime de doses é o de 1,5mg/kg 12/12h precedido de dose de ataque de 2,5mg/kg e que não há indicação de ajuste para a função renal, mesmo em pacientes em hemodiálise contínua. / A polymyxin B pharmacokinetics study in critically ill patients was conducted with the development of a population modeling. The inclusion criteria were patients from Intensive Care Unit, aged ≥18 years who received intravenous polymyxin B for ≥ 48 hours. Blood, urine and dialysate samples were collected over a dosing interval at steady state. Polymyxin B concentrations was measured by liquid chromatography- tandem mass spectrometry, its plasma protein binding was determined by rapid equilibrium dialysis and unbound fraction was calculated. Population pharmacokinetic analysis and Monte Carlo Simulations were conducted. Twenty four patients were enrolled, two of whom on continuous hemodialysis; 54.2% were male; the median of age, APACHE II score and total body weight were 61.5years, 21.5 and 62.5kg, respectively. The physician-selected dose of polymyxin B was 0.45- 3.38mg/kg/day. The creatinine clearance of the 22 patients without hemodialysis ranged from 10 to 143mL/min. The median unbound fraction in plasma of polymyxin B was 0.42 and the mean (± standard deviation) of the area under the curve over a day for unbound (fAUC0-24h) polymyxin B was 29.2±12.0mg•hour/L, including hemodialysis patients. Polymyxin B was predominantly nonrenally cleared with median unchanged urinary recovered of 4.04%; the median renal clearance was 0.061L/hour. Patients 1 and 2 in hemodialysis presented, respectively, total body clearance of 0.043 and 0.027L/h/kg, hemodialysis clearance of 0.0052 and 0.0015L/h/kg; 12.2% and 5.62% of the polymyxin dose were recovered intact in the dialysate. Polymyxin B total body clearance did not show any relationship with creatinine clearance, APACHE II score, or age. The time course of polymyxin B concentrations was well described by a 2-compartment disposition model with linear elimination. The population pharmacokinetics model provided excellent fits to the observed concentration-time profiles for individual patients and the individual-fitted and population-fitted concentrations were adequately precise. Linear scaling of clearances and volumes of distribution by total body weight reduced the between subject variability in 3.4% for clearance and 41.7% for the central volume of distribution; after this scaling, the estimated parameters in hemodialysis patients were within the range of estimates from the other patients. The population mean of the total body clearance of polymyxin B when scaled by total body weight (0.0276L/hour/kg) showed remarkably low interindividual variability. The Monte Carlo Simulations were performed for six different clinically relevant dosage regimens scaled by total body weight. The regimen of 1.5mg/kg/12 hours provided an AUC0- 24h of polymyxin B of 90.4 mg•h/L in day 4 for 50% of patients which is appropriate considering severe infections by Pseudomonas aeruginosa or Acinetobacter baumannii with minimal inhibitory concentration for polymyxin B ≤2mg/L. In Monte Carlo Simulations we also identified that the best area under the curve was attained only in the day 4 of the treatment. This study showed that doses of intravenous polymyxin B are best scaled by total body weight, that the best regimen of doses is 3mg/kg/day with a loading dose of 2.5mg/kg and that its dosage selection should not be based on renal function, even in patients in continuous hemodialysis.

Introdução: As polimixinas são consideradas as opções terapêuticas de resgate para o tratamento das infecções de corrente sanguínea (ICS) por bacilos Gram-negativos (BGN) com resistência aos carbapenens (CR) e a combinação com outro antimicrobiano tem sido utilizada apesar da falta de evidência clínica para esta prática. Objetivo: Avaliar o uso de polimixina B intravenosa em monoterapia e em combinação com outro antimicrobiano para ICS por BGN CR. Pacientes e Métodos: Foi um estudo de coorte retrospectivo em um hospital terciário, incluindo 99 pacientes. A comparação dos tipos terapias foi através do propensity score. Resultados: A mortalidade global em 30 dias foi de 43,4%: 40,7% (24 de 59) e 47,5% (19 de 40), p=0,51, em pacientes que receberam combinação e monoterapia, respectivamente. A sepse grave/choque séptico no dia da ICS, alta pontuação do escore de bacteremia de Pitt e a presença de neoplasia como doença de base foram, independentemente, associados a maior mortalidade em 30 dias no modelo de regressão de Cox. A terapia combinada não foi significativamente associada a este resultado (hazard ratio, 0,70; intervalo de confiança de 95%, 0,36-1,36); p=0,29). Apesar de não ser significativa, houve uma tendência a um efeito benéfico da associação em pacientes com ICS por BGN CR da família Enterobacteriaceae. Não houve diferença no desenvolvimento de insuficiência renal aguda em pacientes que receberam terapia de combinação comparado com os que receberam monoterapia. Conclusão: Não houve diferença na mortalidade em 30 dias em pacientes com ICS por BGN CR tratados com polimixina B em combinação com outro antimicrobiano ou em monoterapia. A prática rotineira de combinar um segundo antibiótico em esquemas baseados em polimixinas, especialmente, se a bactéria apresenta resistência in vitro ao carbapenem, ainda necessita estudos clínicos adicionais. / Background: Polymyxins are usually the last resort therapy for carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CR GNB) bloodstream infections (BSIs), combination with another antimicrobial has been used despite the lack of clinical evidence supporting such practice. Objetive: We aimed to assess the use of intravenous polymyxin B in combination with another antimicrobial in comparison with polymyxin B as a single drug for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. Patient and methods: We compared combination versus monotherapy with polymyxin B for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. It was a retrospective cohort study at a tertiary-hospital including 99 patients. Results: The overall 30-day mortality was 43.4%: 40.7% (24 of 59) and 47.5% (19 of 40), P=0.51, in patients receiving combination and monotherapy, respectively. Severe sepsis/ septic shock at BSI onset higher Pitt bacteremia score and neoplasia were independently associated with higher 30-day mortality in a Cox-regression model. Combination therapy was not significantly associated with this outcome (Hazard Ratio, 0.70; 95% confidence interval, 0.36-1.36); P=0.29). Although not significant, there was a tendency to a beneficial effect of combination in patients with Enterobacteriaceae CR GNB BSIs. There was no difference in development of AKI in patients receiving combination therapy compared to those receiving monotherapy. Conclusions: There was no difference in 30-day mortality in patients with CR GNB BSIs treated with polymyxin B in combination with another antimicrobial compared with polymyxin B alone. The routine practice of combining a second antibiotic in polymyxins-based regimes, especially if the bacteria present in vitro resistance to the agent, still lacks support from clinical studies.

Introdução: As polimixinas são consideradas as opções terapêuticas de resgate para o tratamento das infecções de corrente sanguínea (ICS) por bacilos Gram-negativos (BGN) com resistência aos carbapenens (CR) e a combinação com outro antimicrobiano tem sido utilizada apesar da falta de evidência clínica para esta prática. Objetivo: Avaliar o uso de polimixina B intravenosa em monoterapia e em combinação com outro antimicrobiano para ICS por BGN CR. Pacientes e Métodos: Foi um estudo de coorte retrospectivo em um hospital terciário, incluindo 99 pacientes. A comparação dos tipos terapias foi através do propensity score. Resultados: A mortalidade global em 30 dias foi de 43,4%: 40,7% (24 de 59) e 47,5% (19 de 40), p=0,51, em pacientes que receberam combinação e monoterapia, respectivamente. A sepse grave/choque séptico no dia da ICS, alta pontuação do escore de bacteremia de Pitt e a presença de neoplasia como doença de base foram, independentemente, associados a maior mortalidade em 30 dias no modelo de regressão de Cox. A terapia combinada não foi significativamente associada a este resultado (hazard ratio, 0,70; intervalo de confiança de 95%, 0,36-1,36); p=0,29). Apesar de não ser significativa, houve uma tendência a um efeito benéfico da associação em pacientes com ICS por BGN CR da família Enterobacteriaceae. Não houve diferença no desenvolvimento de insuficiência renal aguda em pacientes que receberam terapia de combinação comparado com os que receberam monoterapia. Conclusão: Não houve diferença na mortalidade em 30 dias em pacientes com ICS por BGN CR tratados com polimixina B em combinação com outro antimicrobiano ou em monoterapia. A prática rotineira de combinar um segundo antibiótico em esquemas baseados em polimixinas, especialmente, se a bactéria apresenta resistência in vitro ao carbapenem, ainda necessita estudos clínicos adicionais. / Background: Polymyxins are usually the last resort therapy for carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CR GNB) bloodstream infections (BSIs), combination with another antimicrobial has been used despite the lack of clinical evidence supporting such practice. Objetive: We aimed to assess the use of intravenous polymyxin B in combination with another antimicrobial in comparison with polymyxin B as a single drug for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. Patient and methods: We compared combination versus monotherapy with polymyxin B for CR GNB BSIs, adjusting for a propensity score for indication of combination therapy. It was a retrospective cohort study at a tertiary-hospital including 99 patients. Results: The overall 30-day mortality was 43.4%: 40.7% (24 of 59) and 47.5% (19 of 40), P=0.51, in patients receiving combination and monotherapy, respectively. Severe sepsis/ septic shock at BSI onset higher Pitt bacteremia score and neoplasia were independently associated with higher 30-day mortality in a Cox-regression model. Combination therapy was not significantly associated with this outcome (Hazard Ratio, 0.70; 95% confidence interval, 0.36-1.36); P=0.29). Although not significant, there was a tendency to a beneficial effect of combination in patients with Enterobacteriaceae CR GNB BSIs. There was no difference in development of AKI in patients receiving combination therapy compared to those receiving monotherapy. Conclusions: There was no difference in 30-day mortality in patients with CR GNB BSIs treated with polymyxin B in combination with another antimicrobial compared with polymyxin B alone. The routine practice of combining a second antibiotic in polymyxins-based regimes, especially if the bacteria present in vitro resistance to the agent, still lacks support from clinical studies.