A Lesão Renal Aguda (LRA) tóxica se caracteriza por insulto tubular direto liberando espécies reativas de oxigênio (EROs) e estimulando processos pró-inflamatórios. Neste estudo foram investigadas a toxicidade do Sulfato de Polimixina B (PmxB), antibiótico catiônico usado para o tratamento de infecções por germes gram-negativos e a participação da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), que tem efeito anti-apoptótico, antiinflamatório e outros. Foram utilizados ratos Wistar, adultos, machos, pesando entre 250-300g. Os animais foram distribuídos nos grupos: Salina (controle, animais que receberam 3ml/Kg de NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), uma vez ao dia, 5 dias); PmxB (animais que receberam PmxB 40.000U/kg/dia, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Hemin (indutor da HO-1, 1mg/100g, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Protoporfirina de Zinco (ZnPP) (inibidor da HO-1, 50 umol/Kg, i.p., uma vez ao dia, 5ºdia); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Foram avaliados a função renal (FR) (clearance de creatinina, método de Jaffé), a excreção de peróxidos urinários (PU, FOX-2); TBARS urinários; tióis no tecido renal, atividade da catalase (AC) e foi realizada análise histológica no tecido renal. Os resultados mostraram que a PmxB induziu redução da FR com elevação de PU e TBARS, acompanhados por redução de AC e tióis: O tratamento com indutor da HO-1 reverteu a lesão pela PmxB, com melhora da FR e dos parâmetros de peroxidação. A associação do PmxB com o inibidor ZnPP demonstrou aumento da área intersticial relativa (AIR) no tecido renal com achatamento das células tubulares e pontos de necrose no córtex renal. Os resultados diferenciados de FR e peroxidação lipídica, nas técnicas de mensuração utilizadas, confirmaram a participação da heme oxigenase como antioxidante desse modelo de toxicidade renal / Toxic Acute Kidney Injury (AKI) consists on direct injury in the renal tubules liberating reactive oxygen species (ROS) and estimulating inflamatory processes. In this experimental study it was investigated the toxicity of Polymyxin B Sulfate (PmxB), which is a cationic antibiotic used to treat gram-negative infections and the role of the heme oxygenase enzyme (HO-1), with anti-apoptotic and anti-inflamatory effects, in this injury. Adult male Wistar rats, weighing 250-300g were used. The animals were divided into the following groups: Saline (control, animals that received 3ml/Kg of NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), once a day, 5 days); PmxB (animals that received PmxB 40.000U/kg/dia , i.p., once a day, 5 days); Hemin (HO-1 inducer , 1mg/100g, i.p., once a day, 5 days); Zinc protoporphyrin (ZnPP) (HO-1 inhibitor, 50 umol/Kg, i.p., once a day, 5ºday); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Renal Function (RF) (creatinine clearance, Jaffé method), urinary peroxides (UP, FOX-2), urinary TBARS, thiols in the renal tissue, activity of catalase enzyme (CA) and histology of renal tissue were performed. The results showed that PmxB reduced RF with increment in the UP and TBARS associated to the reduction in the CA and thiols. The HO-1 ameliorated these paramethers. The association PmxB with ZnPP increased relative intersticial area (RIA) of renal tissue with acute tubule necrosis in the renal cortex. The obtained data on RF and lipid peroxidation, with the methods used in the study, confirmed the antioxidant role of the heme oxygenase in this model of renal injury

Base teórica: O surgimento de bactérias multirresistentes levou a uma renovação no interesse de antigos antimicrobianos, como a polimixina B, medicamento que foi descartado no passado devido sua toxicidade. Nas últimas duas décadas, esse antimicrobiano tornou-se um dos mais importantes agentes terapêuticos para o tratamento de infecções causadas por bactérias multirresistentes; porém, ainda faltam estudos clínicos que avaliem a segurança da polimixina B, especialmente em altas doses. Objetivo: Avaliar eventos adversos graves relacionados à infusão e a falência renal nos pacientes que receberam altas doses de polimixina B intravenosa. Métodos: Realizamos um estudo de coorte retrospectivo, multicêntrico. Incluímos pacientes que receberam > 3mg/kg/ dia ou uma dose total ≥250mg/dia de polimixina B, no período de janeiro de 2013 a dezembro de 2015. Para a avaliação dos eventos relacionados a infusão, foram incluídos pacientes que receberam ≥ 1 dose de polimixina B e para avaliação de falência renal incluiu apenas os pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B. Os desfechos principais avaliados foram os eventos adversos graves relacionados à infusão de acordo com os Critérios de Terminologia Comuns para Eventos Adversos (CTCAE v4.0) e a falência renal, utilizamos os critérios RIFLE (Risk, Injury, Failure, Loss and End stage), para categorizar os diferentes graus de lesão renal aguda. As variáveis incluídas no estudo foram as variáveis demográficas (idade, sexo), as variáveis individuais (peso, comorbidades, escore de Charlson), os fatores de gravidade (internação em UTI, uso de vasopressor, uso de bloqueador neuromuscular), outras fármacos nefrotóxicas, dose de polimixina utilizada (total, média diária e em mg/kg/dia), associação com outros medicamentos, e características da infecção (sítio, isolamento microbiológico) foram avaliadas em análise bivariada. Variáveis com P≤0.2 foram incluídas uma a uma, em ordem crescente, em modelo de regressão de COX. Variáveis com P< 0.1 permaneceram no modelo final. Resultados: Foram incluídos 222 pacientes para análise de eventos graves relacionados à infusão. A dose média de polimixina B foi de 3.61± 0.97 mg/kg /dia (dose total media = 268 mg/kg). Ocorreram eventos adversos graves relacionados à infusão em dois pacientes, determinando uma incidência bruta de 0.9% (intervalo de confiança de 95%, 0.2-3.2): um 7 evento classificado como um risco ameaçador a vida (efeito adverso classe IV) ocorreu em um paciente, homem, de 40 anos, internado no Centro de Terapia Intensiva, com fibrose cística, que recebeu 3,3 mg / kg / dia de PMB e desenvolveu dor torácica súbita, dispnéia e hipoxemia, no quarto dia de tratamento e o outro evento adverso grave (classe III), ocorreu em um paciente, homem, 23 anos, internado na enfermaria, com linfoma, que recebeu 3,6 mg / kg / dia de PMB , que apresentou parestesia perioral, tonturas e dispnéia no primeiro dia de tratamento. A falência renal foi analisada em 115 pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B e que não estavam em diálise no início do tratamento com Polimixina B; Falência renal foi encontrada em 25 de 115 (21,7%) pacientes expostos as PMB. Nosso estudo identificou que 54 [47,0%] pacientes desenvolveram algum grau de lesão renal aguda, pelos critérios de RIFLE: risco, 15 (27,8%), injúria, 14 (25,9%) e falência, 25 (46,3%) dentro das categorias do RIFLE. Além disso, droga vasoativa, outros fármacos nefrotóxicos e clearance de creatinina foram fatores de risco independentes para falência renal. Nem a dose diária de polimixina B ajustada para o peso corporal, nem a dose diária total foram associadas a falência renal. A mortalidade intra-hospitalar foi de 60% (134 pacientes): 26% (57 pacientes) morreram durante o tratamento e nenhum óbito foi durante a infusão. Conclusão: Altas doses de polimixina B no tratamento de infecções por bactérias gramnegativo apresentaram incidência baixa de eventos adversos agudos no nosso estudo e incidência de nefrotoxicidade elevadas, mas semelhantes a alguns estudos prévios com doses usuais”. Portanto, doses elevadas podem ser testadas em ensaios clínicos, objetivando melhorar os desfechos dos pacientes gravemente doentes com infecções por bactérias multirresistentes e minimizar o surgimento da resistência a polimixina B. / Background: The emergence of multiresistant bacteria has led to a renewal in the interest of old antimicrobials, such as polymyxin B, a drug that has been discarded in the past due to its toxicity. However, at this time, this antimicrobial has become one of the most important therapeutic agents for the treatment of infections caused by multiresistant bacteria but there is still a lack of clinical studies that evaluate the safety of polymyxin B, especially in relation to the use of high doses. This strategy, high doses, may be necessary in the fight against Gramnegative bacteria with a high minimum inhibitory concentration. Patients and methods: A retrospective, multicenter cohort study; the period evaluated was from January 2013 to December 2015, included patients who received > 3mg/kg/day or a total dose of ≥250mg/day of polymyxin B. The study included the evaluation of infusion-related events, patients who received ≥ 1 dose of polymyxin B and patients who received ≥ 48 hours of PMB were included for evaluation of renal failure. Major outcomes were serious adverse events related to infusion according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE v4.0) and categorized renal failure by the RIFLE criteria (Risk, Injury, Failure, Loss, End stage). Factors potentially related to nephrotoxicity or mortality in 30 days were: demographic variables (age, sex), individual variables (weight, comorbidities, Charlson score), severity factors (ICU admission, use of vasopressor, use of Neuromuscular blocker), nephrotoxicity (other nephrotoxic drugs), polymyxin dose (total, daily mean and mg / Kg / day), association of drugs and infection characteristics (site and microbiological isolate) were evaluated in bivariate analysis. Variables with P≤0.2 were included one by one, in ascending order, in a Cox regression model. Variables with P <0.1 remained in the final model. Results: Two of 222 patients presented a severe infusion-related adverse event during PMB infusion, resulting in a crude incidence of 0.9% (95% Confidence Interval [CI], 0.2-3.2); one was classified as life-threatening and one classified as severe (crude incidence of each adverse event, 0.45%; 95% CI, 0.08-2.5). The life-threatening adverse effect occurred in an ICU patient (crude incidence among ICU patients, 0.67%; 95% CI, 0.12-3.7), a 40-years old male with cystic fibrosis who used 3.3 mg/kg/day of PMB and developed sudden thoracic pain, dyspnea and hypoxemia, in the fourth day of treatment. The severe adverse effect occurred in a non-ICU patient (crude incidence among non-ICU patients, 1.3%; 95% CI, 0.2-7.2), a 23- years old male with lymphoma exposed to 3.6 mg/kg/day of PMB, who presented perioral 9 paresthesia, dizziness and dyspnea in the first day of treatment. Renal failure was analysed in 115 patients who received ≥48 hours of PMB and who were not previously in dialysis. A total of 54 [47.0%] patients developed any degree of AKI, categorised as Risk [27.8%]; Injury [25.9%] and Failure [46.3%]) and 25 of 115 (21.7%) patients presented renal failure Vasoactive drug, concomitant nephrotoxic drugs and baseline creatinine clearance were independent risk factors for renal failure. Neither PMB daily dose scaled by body weight nor total daily dose were associated with renal failure. In-hospital mortality was 60% (134 patients): 26% (57 patients) occurred during treatment and none during infusion. Conclusion: Results suggest that high dose regimens have similar safety profile of usual doses and could be further tested in clinical trials assessing strategies to improve patients’ outcomes and minimize the emergence of PMB resistance.

Um dos grandes desafios no desenvolvimento de fórmulas farmacêuticas e cosméticas é a adequação de seus sistemas conservantes. No presente trabalho, empregou-se método de otimização destes para suspensão oftálmica de dexametasona e sulfato de polimixina B. O experimento foi conduzido utilizando-se planejamento estatístico do tipo simplex-lattice. A matriz de ensaio contemplou 17 fórmulas sendo que as variáveis independentes foram as concentrações de conservantes álcool feniletílico (X1) e digluconato de clorhexidina (X2) e EDTA (X3). A variável dependente ou resposta foi o valor D obtido do desafio das fórmulas com Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Staphy/ococcus aureus, Candida albicans e Aspergillus niger, empregando-se nas determinações, o Método de Regressão Linear. A análise estatística dos resultados, para cada microrganismo desafiante, conduziu à equações que expressaram matematicamente o fenômeno observado. Como conseqüência, foi possível o cálculo teórico do valor D em função das concentrações das variáveis independentes. Além das equações, obtiveram-se as superfícies de resposta e gráficos de contorno correspondentes aos ensaios, para cada germe. Para a seleção da fórmula ou região que atendesse o critério adotado e que conciliasse as condições ideais e factíveis (D &#8804; 4 horas, para bactérias e D &#8804; 28 horas, para fungos) utilizaram-se duas estratégias: gráfica e numérica. A primeira consistiu na sobreposição dos gráficos de contorno resultando em região da qual selecionou-se, aleatoriamente, a fórmula empregando X1 = 0,10; X2 = 0,80; X3 = 0,10. A segunda, baseou-se na aplicação da função \"desejo\", tendo sido a fórmula ideal resultante de cálculos desenvolvidos, a partir de premissas, sendo: X1 = 0,25; X2= 0,75; X3= 0,0. Ambas as fórmulas, derivadas das estratégias empregadas, foram submetidas à avaliação de seus sistemas conservantes 232 pelo método de Regressão Linear. Os valores D obtidos foram semelhantes àqueles calculados por meio das equações anteriormente mencionadas, exceto para Staphy/ococcus aureus. A aplicação de métodos de otimização estatística permitiu, de forma racional, atingir o objetivo fixado. Através dessas técnicas, tornou-se possível a definição de regiões experimentais em melhores condições, demonstrando vantagens no uso do álcool feniletílico, bem como um melhor conhecimento dos mecanismos envolvidos. / One of the greatest challenges in pharmaceutical and cosmetic formulations consist of the development of adequate preservative systems. Whose optimized development was preposed for ophthalmic suspension of dexametasone and polymyxin B. This was performed threugh simplex-lattice method. The matrix of essay completed 17 formulas, from which independent variables were the preservative concentrations: phenylethanol (X1), chlorhexidine digluconate (X2) and EDTA (X3). The dependent variable was the D-value obtained from the challenge of those formulas with Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Staphhylococcus aureus, Candida albicans and Aspergillus niger, ali result of the Linear Regression Method. The statistical analysis employment led to polynomial expressions which expressed mathematically the observed behavior in each organismo As a consequence the theoretical calculation of the D-value considering ali the independent variables was possible. Besides these expressions, the response surfaces and the contour graphics corresponding to the essays, for each microorganism, were obtained. To the formula or region selection which better complied to the adopted criteria and conciliated ideal and realistic conditions (D &#8804; 4 hours, for bacteria and D &#8804; 28 hours, for fungi) both graphic and numeric strategies were used. The former consisted of the superposition of contour graphics of each micreorganism, what resulted in a region from which the formula was randomly selected using X1 = 0,10; X2 = 0,80; X3 = 0,10. The latter was based on the application of \"wish\" function, and the ideal formula obtained from calculations developed from these premisses: X1 = 0,25, X2 = 0,75; X3 = 0,0. Both formulas, derived from the employed strategies were submitted to evaluation of their preservative systems by Linear Regression Method. The D-values obtained were similar to those calculated through the previously mentioned expressions, except for Staphylococcus aureus. The application of optimized statistical methods enabled us, in a rational way, to achieve the fixed goal. Through these techniques, both experimental regions in better conditions, demonstrating advantages of using of the involved mechanisms were attained.

Um dos grandes desafios no desenvolvimento de fórmulas farmacêuticas e cosméticas é a adequação de seus sistemas conservantes. No presente trabalho, empregou-se método de otimização destes para suspensão oftálmica de dexametasona e sulfato de polimixina B. O experimento foi conduzido utilizando-se planejamento estatístico do tipo simplex-lattice. A matriz de ensaio contemplou 17 fórmulas sendo que as variáveis independentes foram as concentrações de conservantes álcool feniletílico (X1) e digluconato de clorhexidina (X2) e EDTA (X3). A variável dependente ou resposta foi o valor D obtido do desafio das fórmulas com Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Staphy/ococcus aureus, Candida albicans e Aspergillus niger, empregando-se nas determinações, o Método de Regressão Linear. A análise estatística dos resultados, para cada microrganismo desafiante, conduziu à equações que expressaram matematicamente o fenômeno observado. Como conseqüência, foi possível o cálculo teórico do valor D em função das concentrações das variáveis independentes. Além das equações, obtiveram-se as superfícies de resposta e gráficos de contorno correspondentes aos ensaios, para cada germe. Para a seleção da fórmula ou região que atendesse o critério adotado e que conciliasse as condições ideais e factíveis (D &#8804; 4 horas, para bactérias e D &#8804; 28 horas, para fungos) utilizaram-se duas estratégias: gráfica e numérica. A primeira consistiu na sobreposição dos gráficos de contorno resultando em região da qual selecionou-se, aleatoriamente, a fórmula empregando X1 = 0,10; X2 = 0,80; X3 = 0,10. A segunda, baseou-se na aplicação da função \"desejo\", tendo sido a fórmula ideal resultante de cálculos desenvolvidos, a partir de premissas, sendo: X1 = 0,25; X2= 0,75; X3= 0,0. Ambas as fórmulas, derivadas das estratégias empregadas, foram submetidas à avaliação de seus sistemas conservantes 232 pelo método de Regressão Linear. Os valores D obtidos foram semelhantes àqueles calculados por meio das equações anteriormente mencionadas, exceto para Staphy/ococcus aureus. A aplicação de métodos de otimização estatística permitiu, de forma racional, atingir o objetivo fixado. Através dessas técnicas, tornou-se possível a definição de regiões experimentais em melhores condições, demonstrando vantagens no uso do álcool feniletílico, bem como um melhor conhecimento dos mecanismos envolvidos. / One of the greatest challenges in pharmaceutical and cosmetic formulations consist of the development of adequate preservative systems. Whose optimized development was preposed for ophthalmic suspension of dexametasone and polymyxin B. This was performed threugh simplex-lattice method. The matrix of essay completed 17 formulas, from which independent variables were the preservative concentrations: phenylethanol (X1), chlorhexidine digluconate (X2) and EDTA (X3). The dependent variable was the D-value obtained from the challenge of those formulas with Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Staphhylococcus aureus, Candida albicans and Aspergillus niger, ali result of the Linear Regression Method. The statistical analysis employment led to polynomial expressions which expressed mathematically the observed behavior in each organismo As a consequence the theoretical calculation of the D-value considering ali the independent variables was possible. Besides these expressions, the response surfaces and the contour graphics corresponding to the essays, for each microorganism, were obtained. To the formula or region selection which better complied to the adopted criteria and conciliated ideal and realistic conditions (D &#8804; 4 hours, for bacteria and D &#8804; 28 hours, for fungi) both graphic and numeric strategies were used. The former consisted of the superposition of contour graphics of each micreorganism, what resulted in a region from which the formula was randomly selected using X1 = 0,10; X2 = 0,80; X3 = 0,10. The latter was based on the application of \"wish\" function, and the ideal formula obtained from calculations developed from these premisses: X1 = 0,25, X2 = 0,75; X3 = 0,0. Both formulas, derived from the employed strategies were submitted to evaluation of their preservative systems by Linear Regression Method. The D-values obtained were similar to those calculated through the previously mentioned expressions, except for Staphylococcus aureus. The application of optimized statistical methods enabled us, in a rational way, to achieve the fixed goal. Through these techniques, both experimental regions in better conditions, demonstrating advantages of using of the involved mechanisms were attained.

Base teórica: O surgimento de bactérias multirresistentes levou a uma renovação no interesse de antigos antimicrobianos, como a polimixina B, medicamento que foi descartado no passado devido sua toxicidade. Nas últimas duas décadas, esse antimicrobiano tornou-se um dos mais importantes agentes terapêuticos para o tratamento de infecções causadas por bactérias multirresistentes; porém, ainda faltam estudos clínicos que avaliem a segurança da polimixina B, especialmente em altas doses. Objetivo: Avaliar eventos adversos graves relacionados à infusão e a falência renal nos pacientes que receberam altas doses de polimixina B intravenosa. Métodos: Realizamos um estudo de coorte retrospectivo, multicêntrico. Incluímos pacientes que receberam > 3mg/kg/ dia ou uma dose total ≥250mg/dia de polimixina B, no período de janeiro de 2013 a dezembro de 2015. Para a avaliação dos eventos relacionados a infusão, foram incluídos pacientes que receberam ≥ 1 dose de polimixina B e para avaliação de falência renal incluiu apenas os pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B. Os desfechos principais avaliados foram os eventos adversos graves relacionados à infusão de acordo com os Critérios de Terminologia Comuns para Eventos Adversos (CTCAE v4.0) e a falência renal, utilizamos os critérios RIFLE (Risk, Injury, Failure, Loss and End stage), para categorizar os diferentes graus de lesão renal aguda. As variáveis incluídas no estudo foram as variáveis demográficas (idade, sexo), as variáveis individuais (peso, comorbidades, escore de Charlson), os fatores de gravidade (internação em UTI, uso de vasopressor, uso de bloqueador neuromuscular), outras fármacos nefrotóxicas, dose de polimixina utilizada (total, média diária e em mg/kg/dia), associação com outros medicamentos, e características da infecção (sítio, isolamento microbiológico) foram avaliadas em análise bivariada. Variáveis com P≤0.2 foram incluídas uma a uma, em ordem crescente, em modelo de regressão de COX. Variáveis com P< 0.1 permaneceram no modelo final. Resultados: Foram incluídos 222 pacientes para análise de eventos graves relacionados à infusão. A dose média de polimixina B foi de 3.61± 0.97 mg/kg /dia (dose total media = 268 mg/kg). Ocorreram eventos adversos graves relacionados à infusão em dois pacientes, determinando uma incidência bruta de 0.9% (intervalo de confiança de 95%, 0.2-3.2): um 7 evento classificado como um risco ameaçador a vida (efeito adverso classe IV) ocorreu em um paciente, homem, de 40 anos, internado no Centro de Terapia Intensiva, com fibrose cística, que recebeu 3,3 mg / kg / dia de PMB e desenvolveu dor torácica súbita, dispnéia e hipoxemia, no quarto dia de tratamento e o outro evento adverso grave (classe III), ocorreu em um paciente, homem, 23 anos, internado na enfermaria, com linfoma, que recebeu 3,6 mg / kg / dia de PMB , que apresentou parestesia perioral, tonturas e dispnéia no primeiro dia de tratamento. A falência renal foi analisada em 115 pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B e que não estavam em diálise no início do tratamento com Polimixina B; Falência renal foi encontrada em 25 de 115 (21,7%) pacientes expostos as PMB. Nosso estudo identificou que 54 [47,0%] pacientes desenvolveram algum grau de lesão renal aguda, pelos critérios de RIFLE: risco, 15 (27,8%), injúria, 14 (25,9%) e falência, 25 (46,3%) dentro das categorias do RIFLE. Além disso, droga vasoativa, outros fármacos nefrotóxicos e clearance de creatinina foram fatores de risco independentes para falência renal. Nem a dose diária de polimixina B ajustada para o peso corporal, nem a dose diária total foram associadas a falência renal. A mortalidade intra-hospitalar foi de 60% (134 pacientes): 26% (57 pacientes) morreram durante o tratamento e nenhum óbito foi durante a infusão. Conclusão: Altas doses de polimixina B no tratamento de infecções por bactérias gramnegativo apresentaram incidência baixa de eventos adversos agudos no nosso estudo e incidência de nefrotoxicidade elevadas, mas semelhantes a alguns estudos prévios com doses usuais”. Portanto, doses elevadas podem ser testadas em ensaios clínicos, objetivando melhorar os desfechos dos pacientes gravemente doentes com infecções por bactérias multirresistentes e minimizar o surgimento da resistência a polimixina B. / Background: The emergence of multiresistant bacteria has led to a renewal in the interest of old antimicrobials, such as polymyxin B, a drug that has been discarded in the past due to its toxicity. However, at this time, this antimicrobial has become one of the most important therapeutic agents for the treatment of infections caused by multiresistant bacteria but there is still a lack of clinical studies that evaluate the safety of polymyxin B, especially in relation to the use of high doses. This strategy, high doses, may be necessary in the fight against Gramnegative bacteria with a high minimum inhibitory concentration. Patients and methods: A retrospective, multicenter cohort study; the period evaluated was from January 2013 to December 2015, included patients who received > 3mg/kg/day or a total dose of ≥250mg/day of polymyxin B. The study included the evaluation of infusion-related events, patients who received ≥ 1 dose of polymyxin B and patients who received ≥ 48 hours of PMB were included for evaluation of renal failure. Major outcomes were serious adverse events related to infusion according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE v4.0) and categorized renal failure by the RIFLE criteria (Risk, Injury, Failure, Loss, End stage). Factors potentially related to nephrotoxicity or mortality in 30 days were: demographic variables (age, sex), individual variables (weight, comorbidities, Charlson score), severity factors (ICU admission, use of vasopressor, use of Neuromuscular blocker), nephrotoxicity (other nephrotoxic drugs), polymyxin dose (total, daily mean and mg / Kg / day), association of drugs and infection characteristics (site and microbiological isolate) were evaluated in bivariate analysis. Variables with P≤0.2 were included one by one, in ascending order, in a Cox regression model. Variables with P <0.1 remained in the final model. Results: Two of 222 patients presented a severe infusion-related adverse event during PMB infusion, resulting in a crude incidence of 0.9% (95% Confidence Interval [CI], 0.2-3.2); one was classified as life-threatening and one classified as severe (crude incidence of each adverse event, 0.45%; 95% CI, 0.08-2.5). The life-threatening adverse effect occurred in an ICU patient (crude incidence among ICU patients, 0.67%; 95% CI, 0.12-3.7), a 40-years old male with cystic fibrosis who used 3.3 mg/kg/day of PMB and developed sudden thoracic pain, dyspnea and hypoxemia, in the fourth day of treatment. The severe adverse effect occurred in a non-ICU patient (crude incidence among non-ICU patients, 1.3%; 95% CI, 0.2-7.2), a 23- years old male with lymphoma exposed to 3.6 mg/kg/day of PMB, who presented perioral 9 paresthesia, dizziness and dyspnea in the first day of treatment. Renal failure was analysed in 115 patients who received ≥48 hours of PMB and who were not previously in dialysis. A total of 54 [47.0%] patients developed any degree of AKI, categorised as Risk [27.8%]; Injury [25.9%] and Failure [46.3%]) and 25 of 115 (21.7%) patients presented renal failure Vasoactive drug, concomitant nephrotoxic drugs and baseline creatinine clearance were independent risk factors for renal failure. Neither PMB daily dose scaled by body weight nor total daily dose were associated with renal failure. In-hospital mortality was 60% (134 patients): 26% (57 patients) occurred during treatment and none during infusion. Conclusion: Results suggest that high dose regimens have similar safety profile of usual doses and could be further tested in clinical trials assessing strategies to improve patients’ outcomes and minimize the emergence of PMB resistance.

Base teórica: O surgimento de bactérias multirresistentes levou a uma renovação no interesse de antigos antimicrobianos, como a polimixina B, medicamento que foi descartado no passado devido sua toxicidade. Nas últimas duas décadas, esse antimicrobiano tornou-se um dos mais importantes agentes terapêuticos para o tratamento de infecções causadas por bactérias multirresistentes; porém, ainda faltam estudos clínicos que avaliem a segurança da polimixina B, especialmente em altas doses. Objetivo: Avaliar eventos adversos graves relacionados à infusão e a falência renal nos pacientes que receberam altas doses de polimixina B intravenosa. Métodos: Realizamos um estudo de coorte retrospectivo, multicêntrico. Incluímos pacientes que receberam > 3mg/kg/ dia ou uma dose total ≥250mg/dia de polimixina B, no período de janeiro de 2013 a dezembro de 2015. Para a avaliação dos eventos relacionados a infusão, foram incluídos pacientes que receberam ≥ 1 dose de polimixina B e para avaliação de falência renal incluiu apenas os pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B. Os desfechos principais avaliados foram os eventos adversos graves relacionados à infusão de acordo com os Critérios de Terminologia Comuns para Eventos Adversos (CTCAE v4.0) e a falência renal, utilizamos os critérios RIFLE (Risk, Injury, Failure, Loss and End stage), para categorizar os diferentes graus de lesão renal aguda. As variáveis incluídas no estudo foram as variáveis demográficas (idade, sexo), as variáveis individuais (peso, comorbidades, escore de Charlson), os fatores de gravidade (internação em UTI, uso de vasopressor, uso de bloqueador neuromuscular), outras fármacos nefrotóxicas, dose de polimixina utilizada (total, média diária e em mg/kg/dia), associação com outros medicamentos, e características da infecção (sítio, isolamento microbiológico) foram avaliadas em análise bivariada. Variáveis com P≤0.2 foram incluídas uma a uma, em ordem crescente, em modelo de regressão de COX. Variáveis com P< 0.1 permaneceram no modelo final. Resultados: Foram incluídos 222 pacientes para análise de eventos graves relacionados à infusão. A dose média de polimixina B foi de 3.61± 0.97 mg/kg /dia (dose total media = 268 mg/kg). Ocorreram eventos adversos graves relacionados à infusão em dois pacientes, determinando uma incidência bruta de 0.9% (intervalo de confiança de 95%, 0.2-3.2): um 7 evento classificado como um risco ameaçador a vida (efeito adverso classe IV) ocorreu em um paciente, homem, de 40 anos, internado no Centro de Terapia Intensiva, com fibrose cística, que recebeu 3,3 mg / kg / dia de PMB e desenvolveu dor torácica súbita, dispnéia e hipoxemia, no quarto dia de tratamento e o outro evento adverso grave (classe III), ocorreu em um paciente, homem, 23 anos, internado na enfermaria, com linfoma, que recebeu 3,6 mg / kg / dia de PMB , que apresentou parestesia perioral, tonturas e dispnéia no primeiro dia de tratamento. A falência renal foi analisada em 115 pacientes que receberam ≥ 48 horas de polimixina B e que não estavam em diálise no início do tratamento com Polimixina B; Falência renal foi encontrada em 25 de 115 (21,7%) pacientes expostos as PMB. Nosso estudo identificou que 54 [47,0%] pacientes desenvolveram algum grau de lesão renal aguda, pelos critérios de RIFLE: risco, 15 (27,8%), injúria, 14 (25,9%) e falência, 25 (46,3%) dentro das categorias do RIFLE. Além disso, droga vasoativa, outros fármacos nefrotóxicos e clearance de creatinina foram fatores de risco independentes para falência renal. Nem a dose diária de polimixina B ajustada para o peso corporal, nem a dose diária total foram associadas a falência renal. A mortalidade intra-hospitalar foi de 60% (134 pacientes): 26% (57 pacientes) morreram durante o tratamento e nenhum óbito foi durante a infusão. Conclusão: Altas doses de polimixina B no tratamento de infecções por bactérias gramnegativo apresentaram incidência baixa de eventos adversos agudos no nosso estudo e incidência de nefrotoxicidade elevadas, mas semelhantes a alguns estudos prévios com doses usuais”. Portanto, doses elevadas podem ser testadas em ensaios clínicos, objetivando melhorar os desfechos dos pacientes gravemente doentes com infecções por bactérias multirresistentes e minimizar o surgimento da resistência a polimixina B. / Background: The emergence of multiresistant bacteria has led to a renewal in the interest of old antimicrobials, such as polymyxin B, a drug that has been discarded in the past due to its toxicity. However, at this time, this antimicrobial has become one of the most important therapeutic agents for the treatment of infections caused by multiresistant bacteria but there is still a lack of clinical studies that evaluate the safety of polymyxin B, especially in relation to the use of high doses. This strategy, high doses, may be necessary in the fight against Gramnegative bacteria with a high minimum inhibitory concentration. Patients and methods: A retrospective, multicenter cohort study; the period evaluated was from January 2013 to December 2015, included patients who received > 3mg/kg/day or a total dose of ≥250mg/day of polymyxin B. The study included the evaluation of infusion-related events, patients who received ≥ 1 dose of polymyxin B and patients who received ≥ 48 hours of PMB were included for evaluation of renal failure. Major outcomes were serious adverse events related to infusion according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE v4.0) and categorized renal failure by the RIFLE criteria (Risk, Injury, Failure, Loss, End stage). Factors potentially related to nephrotoxicity or mortality in 30 days were: demographic variables (age, sex), individual variables (weight, comorbidities, Charlson score), severity factors (ICU admission, use of vasopressor, use of Neuromuscular blocker), nephrotoxicity (other nephrotoxic drugs), polymyxin dose (total, daily mean and mg / Kg / day), association of drugs and infection characteristics (site and microbiological isolate) were evaluated in bivariate analysis. Variables with P≤0.2 were included one by one, in ascending order, in a Cox regression model. Variables with P <0.1 remained in the final model. Results: Two of 222 patients presented a severe infusion-related adverse event during PMB infusion, resulting in a crude incidence of 0.9% (95% Confidence Interval [CI], 0.2-3.2); one was classified as life-threatening and one classified as severe (crude incidence of each adverse event, 0.45%; 95% CI, 0.08-2.5). The life-threatening adverse effect occurred in an ICU patient (crude incidence among ICU patients, 0.67%; 95% CI, 0.12-3.7), a 40-years old male with cystic fibrosis who used 3.3 mg/kg/day of PMB and developed sudden thoracic pain, dyspnea and hypoxemia, in the fourth day of treatment. The severe adverse effect occurred in a non-ICU patient (crude incidence among non-ICU patients, 1.3%; 95% CI, 0.2-7.2), a 23- years old male with lymphoma exposed to 3.6 mg/kg/day of PMB, who presented perioral 9 paresthesia, dizziness and dyspnea in the first day of treatment. Renal failure was analysed in 115 patients who received ≥48 hours of PMB and who were not previously in dialysis. A total of 54 [47.0%] patients developed any degree of AKI, categorised as Risk [27.8%]; Injury [25.9%] and Failure [46.3%]) and 25 of 115 (21.7%) patients presented renal failure Vasoactive drug, concomitant nephrotoxic drugs and baseline creatinine clearance were independent risk factors for renal failure. Neither PMB daily dose scaled by body weight nor total daily dose were associated with renal failure. In-hospital mortality was 60% (134 patients): 26% (57 patients) occurred during treatment and none during infusion. Conclusion: Results suggest that high dose regimens have similar safety profile of usual doses and could be further tested in clinical trials assessing strategies to improve patients’ outcomes and minimize the emergence of PMB resistance.

A Lesão Renal Aguda (LRA) tóxica se caracteriza por insulto tubular direto liberando espécies reativas de oxigênio (EROs) e estimulando processos pró-inflamatórios. Neste estudo foram investigadas a toxicidade do Sulfato de Polimixina B (PmxB), antibiótico catiônico usado para o tratamento de infecções por germes gram-negativos e a participação da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), que tem efeito anti-apoptótico, antiinflamatório e outros. Foram utilizados ratos Wistar, adultos, machos, pesando entre 250-300g. Os animais foram distribuídos nos grupos: Salina (controle, animais que receberam 3ml/Kg de NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), uma vez ao dia, 5 dias); PmxB (animais que receberam PmxB 40.000U/kg/dia, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Hemin (indutor da HO-1, 1mg/100g, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Protoporfirina de Zinco (ZnPP) (inibidor da HO-1, 50 umol/Kg, i.p., uma vez ao dia, 5ºdia); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Foram avaliados a função renal (FR) (clearance de creatinina, método de Jaffé), a excreção de peróxidos urinários (PU, FOX-2); TBARS urinários; tióis no tecido renal, atividade da catalase (AC) e foi realizada análise histológica no tecido renal. Os resultados mostraram que a PmxB induziu redução da FR com elevação de PU e TBARS, acompanhados por redução de AC e tióis: O tratamento com indutor da HO-1 reverteu a lesão pela PmxB, com melhora da FR e dos parâmetros de peroxidação. A associação do PmxB com o inibidor ZnPP demonstrou aumento da área intersticial relativa (AIR) no tecido renal com achatamento das células tubulares e pontos de necrose no córtex renal. Os resultados diferenciados de FR e peroxidação lipídica, nas técnicas de mensuração utilizadas, confirmaram a participação da heme oxigenase como antioxidante desse modelo de toxicidade renal / Toxic Acute Kidney Injury (AKI) consists on direct injury in the renal tubules liberating reactive oxygen species (ROS) and estimulating inflamatory processes. In this experimental study it was investigated the toxicity of Polymyxin B Sulfate (PmxB), which is a cationic antibiotic used to treat gram-negative infections and the role of the heme oxygenase enzyme (HO-1), with anti-apoptotic and anti-inflamatory effects, in this injury. Adult male Wistar rats, weighing 250-300g were used. The animals were divided into the following groups: Saline (control, animals that received 3ml/Kg of NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), once a day, 5 days); PmxB (animals that received PmxB 40.000U/kg/dia , i.p., once a day, 5 days); Hemin (HO-1 inducer , 1mg/100g, i.p., once a day, 5 days); Zinc protoporphyrin (ZnPP) (HO-1 inhibitor, 50 umol/Kg, i.p., once a day, 5ºday); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Renal Function (RF) (creatinine clearance, Jaffé method), urinary peroxides (UP, FOX-2), urinary TBARS, thiols in the renal tissue, activity of catalase enzyme (CA) and histology of renal tissue were performed. The results showed that PmxB reduced RF with increment in the UP and TBARS associated to the reduction in the CA and thiols. The HO-1 ameliorated these paramethers. The association PmxB with ZnPP increased relative intersticial area (RIA) of renal tissue with acute tubule necrosis in the renal cortex. The obtained data on RF and lipid peroxidation, with the methods used in the study, confirmed the antioxidant role of the heme oxygenase in this model of renal injury

Polymyxins are potent antibiotics that bind to the outer membrane of Gram-negative bacteria, entering the cell and disrupting the inner membrane, resulting in cell death. They were traditionally used as antibiotics of last resort, but the recent surge of multidrug resistant pathogens has renewed interest in these antibiotics. The emergence of polymyxin resistance determinants such as the recently discovered plasmid-mediated phosphoethanolamine transferase MCR-1 may put a strain on the future effectiveness of this antibiotic. One method to combat the rise in antibiotic resistant bacteria is through the identification and development of antibiotic adjuvants. These are small molecules that are able to inhibit the resistance mechanism, allowing previously ineffective antibiotics to once again become effective at treating bacterial infections. In this work, a high throughput cell-based screen was conducted using an in-house library of Actinomycete-derived crude cell extracts in order to search for a natural product inhibitor of an E. coli strain expressing mcr-1. In addition, the development of a new enzyme assay was attempted using purified MCR-1 C-terminal catalytic domain and a chromogenic substrate to test enzymatic activity in vitro, in hopes of establishing a simple means of studying inhibition of MCR-1. The structure-function relationship of MCR-1 was also explored by generating amino acid substitutions and studying their effect on the ability of the enzyme to confer resistance to colistin, as well as the generation of MCR-1 transmembrane truncation mutants to determine if it was possible to generate a shorter variant of MCR-1 that retained its enzymatic activity. This work furthers our understanding of the biochemistry and enzymology of MCR-1, and outlines attempts to identify inhibitors of MCR-1 in order to re-sensitize resistant bacteria to polymyxins. / Thesis / Master of Science (MSc) / Polymyxins are potent antibiotics that are threatened by the spread of multi-drug resistant bacteria. Resistance to these antibiotics is relatively rare, although the recent discovery of a mobile polymyxin resistance enzyme, MCR-1, threatens the future use of this antibiotic for treating infections, as it can readily transfer to other bacteria. The goal of this work was to search for a natural product inhibitor of MCR-1 in order to reverse its ability to confer resistance to polymyxins. A color-changing assay was conducted with MCR-1 in hopes of establishing a method to study the inhibition of MCR-1 in vitro. Additionally, amino acid substitutions were generated in MCR-1 to better understand how key amino acids affect enzyme function, as well as transmembrane domain truncations to determine if it was possible to create a shorter functioning variant of MCR-1.

Yes / Corneal ulcers, a leading cause of blindness in the developing world are treated inappropriately without prior microbiology assessment because of issues related to availability or cost of accessing these services. In this work we aimed to develop a device for identifying the presence of Gram-positive or Gram-negative bacteria or fungi that can be used by someone without the need for a microbiology laboratory. Working with branched poly (N-isopropyl acrylamide) (PNIPAM) tagged with Vancomycin, Polymyxin B, or Amphotericin B to bind Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi respectively, grafted onto a single hydrogel we demonstrated specific binding of the organisms. The limit of detection of the microbes by these polymers was between 10 and 4 organisms per high power field (100X) for bacteria and fungi binding polymers respectively. Using ex vivo and animal cornea infection models infected with bacteria, fungi or both we than demonstrated that the triple functionalised hydrogel could pick up all 3 organisms after being in place for 30 min. To confirm the presence of bacteria and fungi we used conventional microbiology techniques and fluorescently labelled ligands or dyes. While we need to develop an easy-to-use either a colorimetric or an imaging system to detect the fluorescent signals, this study presents for the first time a simple to use hydrogel system, which can be applied to infected eyes and specifically binds different classes of infecting agents within a short space of time. Ultimately this diagnostic system will not require trained microbiologists for its use and will be used at the point-of-care. / We gratefully acknowledge support for this research by the Well- come Trust which provided funding for Shivshetty, Swift and Pinnock (Grant 0998800/B/12/Z).

Yes / This paper outlined our method for developing polymer-linked contact lens type materials for rapid detection and differentiation of Gram-positive, Gram-negative bacteria and fungi in infected corneas. It can be applied to both model synthetic or ex-vivo corneal models and has been successfully trialed in an initial efficacy tested animal study. First a hydrogel substrate for the swab material is selected, we have demonstrated selective swabs using a glycerol monomethacrylate hydrogel. Alternatively any commercial material with carboxylic acid functional groups is suitable but risks nonspecific adhesion. This is then functionalised via use of N-hydroxysuccinimide reaction with amine groups on the specified highly branched polymer ligand (either individually gram negative, gram positive or fungal binding polymers or a combination of all three can be employed for desired sensing application). The hydrogel is then cut into swabs suitable for sampling, used, and then the presence of gram positive, game negative and fungi are disclosed by the sequential addition of dyes (fluorescent vancomycin, fluorescein isothiocyanate and calcofluor white). In summary this method presents: Method to produce glycerol monomethacrylate hydrogels to minimize nonspecific binding Methods of attaching pathogen binding highly branched polymers to produce selective hydrogel swabs Method for disclosing bound pathogens to this swab using sequential dye addition