Avaliação in vitro das propriedades antimicrobianas de vasopressores

Resumos

Justificativa e objetivo:

os medicamentos administrados como perfusão intravenosa podem ser contaminados durante as várias etapas de produção ou preparação. No entanto, estudos sobre os efeitos antibacterianos de vasopressores são muito raros. Este estudo investiga a atividade antimicrobiana in vitro das formas de vasopressores usados clinicamente.

Materiais e métodos:

atividades antimicrobianas in vitro de substâncias vasopressoras de diferentes concentrações foram investigadas com o uso da técnica de microdiluição. Os microrganismos empregados no teste foram: Escherichia coli ATCC 25922, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145, Listeria monocytogenes ATCC 43251, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus 702 Roma, Mycobacterium smegmatis ATCC607, Candida albicans ATCC 60193 e Saccharomyces cerevisiae RSKK 251. Os ensaios antibacterianos foram feitos em caldo de cultura Mueller-Hinton (pH 7,3) e os ensaios antifúngicos em solução tampão de base nitrogenada para levedura (pH 7,0).

Resultados:

duas preparações diferentes de dopamina mostraram atividade antimicrobiana. Nenhuma outra substância do estudo mostrou qualquer atividade antimicrobiana.

Conclusões:

em nossa opinião, os efeitos antibacterianos da dopamina podem ser vantajosos para inibir a propagação de contaminação bacteriana durante a preparação das soluções para perfusão. Contudo, salientamos a importância do seguimento rigoroso das diretrizes de esterilização dos equipamentos e de assepsia durante todos os procedimentos feitos em unidades de terapia intensiva.

Atividade antimicrobiana; Vasopressores; Contaminacão de medicamentos

Background:

Drugs administered as intravenous infusion may be contaminated during several stages of production or preparation. However studies focusing on antibacterial effects of vasopressor drugs are very rare. This study investigates the in vitro antimicrobial activity of the clinically used forms of vasopressors.

Materials and methods:

In vitro antimicrobial activities of vasopressor drugs of different concentrations were investigated by using the micro dilution technique. Microorganisms used in the test were Escherichia coli ATCC 25922, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145, Listeria monocytogenes ATCC 43251, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus 702 Roma, Mycobacterium smegmatis ATCC607, Candida albicans ATCC 60193, and Saccharomyces cerevisiae RSKK 251. Antibacterial assays were performed in Mueller-Hinton broth at pH 7.3 and antifungal assays were performed in buffered Yeast Nitrogen Base at pH 7.0.

Results:

Two different dopamine preparations showed antimicrobial activity. No other study drug showed any antimicrobial activity.

Conclusions:

In our opinion, dopamine's antibacterial effects may be advantageous for inhibiting the spread of bacterial contamination during the preparation of the infusion solutions. However, it is important that strict guidelines regarding the need for sterile equipment and deliverables be adhered to during all procedures performed in the intensive care units.

Antimicrobial activities; Vasopressor drugs; Drug contamination

Justificativa y objetivo:

Los medicamentos administrados como perfusión intravenosa pueden ser contaminados durante las diversas etapas de producción o preparación. Sin embargo, son muy raros los estudios existentes sobre los efectos antibacterianos de los vasopresores. Este estudio investiga la actividad antimicrobiana in vitro de las formas de vasopresores usados clínicamente.

Materiales y métodos:

Actividades antimicrobianas in vitro de sustancias vasopresoras de diferentes concentraciones fueron investigadas con el uso de la técnica de microdilución. Los microrganismos usados en el test fueron: Escherichia coli ATCC 25922, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145, Listeria monocytogenes ATCC 43251, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus 702 Roma, Mycobacterium smegmatis ATCC607, Candida albicans ATCC 60193 y Saccharomyces cerevisiae RSKK 251. Los ensayos antibacterianos se hicieron en un caldo de cultivo Mueller-Hinton (pH 7,3) y los ensayos antifúngicos en una solución tapón de base nitrogenada para levadura (pH 7,0).

Resultados:

Dos preparaciones diferentes de dopamina mostraron actividad antimicrobiana. Ninguna otra sustancia del estudio mostró alguna actividad antimicrobiana.

Conclusiones:

En nuestra opinión, los efectos antibacterianos de la dopamina pueden ser ventajosos para inhibir la propagación de la contaminación bacteriana durante la preparación de las soluciones para perfusión. Sin embargo, destacamos la importancia del seguimiento riguroso de las directrices de esterilización de los equipos y de asepsia durante todos los procedimientos realizados en las unidades de cuidados intensivos.

Activid adantimicrobiana; Vasopresores; Contaminación de medicamentos

Introdução

O choque séptico é a principal causa de morte em unidades de terapia intensiva. Os estados de choque são caracterizados principalmente por insuficiência circulatória aguda que leva à hipoperfusão, com potencial para resultar em insuficiência de múltiplos órgãos. A hipotensão pode ser a consequência de três importantes distúrbios hemodinâmicos: hipovolemia, insuficiência vascular e insuficiência cardíaca.¹ Quando a administração adequada de líquidos não consegue restaurar a perfusão tecidual e a pressão arterial, os vasopressores são geralmente necessários para aumentar a pressão sistêmica, o débito cardíaco e o suplemento de oxigênio.²

Estudos in vitro de moléculas de catecolaminas demonstraram proliferação de bactérias.^3-5 Uma parte das catecolaminas, que são usadas como vasopressores, é produzida de forma endógena no corpo. No entanto, as catecolaminas usadas como vasopressores são produzidas sinteticamente e perfundidas para tratamento da insuficiência cardiovascular decorrente de choque séptico. Dopamina, dobutamina, adrenalina e noradrenalina são as substâncias vasopressoras mais comumente usadas, preparadas sinteticamente com produtos químicos complementares com atividade antioxidante e antimicrobiana. Metabissulfito de sódio, N-acetilcisteína e edetato dissódico são os antioxidantes e antimicrobianos usados com mais frequência para esse propósito em medicamentos comumente encontrados em mercados farmacológicos (tabela 1).

Considerando vários estudos que relatam os efeitos das moléculas de catecolaminas sobre a proliferação de bactérias, investigamos o efeito in vitro de produtos comercialmente preparados com catecolaminas sobre a proliferação de vários fungos e cepas de bactérias comumente encontrados em choque séptico.

Tabela 1
Medicamentos e ingredientes do estudo

Catecolaminas	Ingredientes
Epinefrina	Em ampola de 1 mL:
	- Epinefrina 0,5 mg
	- Cloreto de sódio 8,5 mg
	- Metabissulfito 0,5 mg
	- Água para injeção
Norepinefrina	Em ampola de 4 mL:
	- Bitartarato de norepinefrina 8 mg (equivalente a 4 mg de norepinefrina base)
	- Metabissulfito de sódio 4 mg
	- Cloreto de sódio 34,35 mg
	- Água para injeção
Dobutamina	Em ampola de 20 mL:
	- Cloridrato de dopamina 280 mg (equivalente a 250 mg de dobutamina base)
	- Metabissulfito de sódio 4,8 mg
	- Água para injeção
Dopamina	Em ampola de 5 mL:
	- Cloreto de dopamina 200 mg
	- N-acetilcisteína 2 mg
	- Edetato dissódico 2 mg
	- Água para injeção
Dopamina	Em ampola de 5 mL:
	- Cloridrato de dopamina 200 mg
	- Metabissulfito de sódio 50 mg

Materiais e métodos

Os microrganismos usados nos testes foram obtidos do Instituto Refik Saydam Hifzissihha (Ancara, Turquia) e foram os seguintes: Escherichia coli ATCC 25922, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Pseudomonas auroginosa ATCC 10145, Listeria monocytogenes ATCC 43251, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus 709 ROMA, Mycobacterium smegmatis ATCC607, Candida albicans ATCC 60193 e Saccharomyces cerevisiae ATCC 60193.

Os efeitos antimicrobianos dos fármacos foram testados quantitativamente em meios de ágar apropriados com o uso do método de diluição dupla e os valores em μg/mL da concentração inibitória mínima (CIM) foram determinados.^6,7 Os ensaios antibacterianos foram feitos em caldo de cultura Mueller-Hinton (MH) (Difco, Detroit, MI) a um pH de 7,3 e ensaios antifúngicos em solução tampão de base nitrogenada para levedura (BNL) (Difco, Detroit, MI) a um pH de 7,0. Cada fármaco testado foi preparado em volumes de 0,1 mL de MH estéril em BNL, em concentrações que variaram de 5 μg/mL a 5 mg/mL para microdiluição. Uma gota (0,02 mL) de suspensão do microorganismo (aproximadamente 10⁶ microrganismos por mL) foi adicionada às diluições de extrato/ágar. Após a incubação a 35 °C durante 18-72 horas, os meios foram examinados para proliferação. A CIM é definida como a menor concentração do fármaco que não apresenta proliferação de microrganismos. As diluições sem proliferação visível foram usadas para determinar a concentração bactericida mínima (CBM), espalhando-se 100 μL da amostra na superfície das placas de ágar secas (MH e BNL) com bastões de vidro estéreis e, em seguida, incubadas a 35 °C durante 18 horas. A CBM de cada extrato é definida como a menor concentração que não apresenta proliferação de microrganismos em placa de ágar. Fluconazol, ampicilina e estreptomicina foram usados como medicamentos-padrão antifúngicos e antibacterianos, respectivamente.

A tabela 1 apresenta os ingredientes dos medicamentos do estudo amplamente usados como vasopressores na área médica.

Resultados

Nenhum dos medicamentos do estudo que continham noradrenalina, adrenalina e dobutamina apresentou qualquer atividade antimicrobiana (tabela 2). Porém, os medicamentos do estudo que continham dopamina mostraram atividade antimicrobiana (tabela 2), um dos quais não apresentou qualquer atividade contra microrganismos semelhantes a fungos. As soluções contendo dopamina (125-1.000 μg/mL), N-acetilcisteína e edetato dissódico (1,25-10 μg/mL) apresentaram atividade bacteriostática contra bactérias gram-positivas e negativas.

Tabela 2
Atividade antimicrobiana dos compostos expressos como valor da CIM em volume de 100 mL

Medicamentos do estudo	Ingredientes	Concentração (μg/mL)	Valores CIM (100 mL)
			Ec	Yp	Pa	Li	Ef	Sa	Bc	Ms	Ca	Sc
Norepinefrina 4 mg/4 mL Ampola	Norepinefrina	1.000	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Metabissulfito de sódio	1.000	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Cloreto de sódio	34.350	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Adrenalina 0,5 mg/1 mL Ampola	Epinefrina	500	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Metabissulfito de sódio	500	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Cloreto de sódio	8.500	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Dobutamina 250 mg/20 mL Ampola	Dobutamina	12.500	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Metabissulfito de sódio	240	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Dopamina 200 mg/5 mL Ampola	Dopamina	40.000	125	125	250	250	125	125	1000	250	-	-
	N-acetilcisteína	400	1,25	1,25	2,50	2,50	1,25	1,25	10	2,50	-	-
	Edetato dissódico	400	1,25	1,25	2,50	2,50	1,25	1,25	10	2,50	-	-
Dopamina 200 mg/5 mL Ampola	Dopamina	40.000	500	500	500	250	250	500	250	250	500	125
	Metabissulfito de sódio	10.000	125	125	125	62,5	62,5	125	62,5	62,5	125	62,5
Ampicilina		10	2	32	>128	2	2	2	< 1
Estreptomicina		10								4
Fluconazol		5									<8	<8

• Bc, Bacillus cereus 702 Roma; Ca, Candida albicans ATCC 60193; Ec, Escherichia coli ATCC 25922; Ef, Enterococcus faecalis ATCC 29212; Li, Listeria monocytogenes ATCC 43251; Ms, Mycobacterium smegmatis ATCC607; Pa, Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145; Sa, Staphylococcus aureus ATCC 25923; Sc, Saccharomyces cerevisiae RSKK 251; Yp, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911.
  (-): nenhuma atividade.

As soluções com concentrações mais altas apresentaram atividade bactericida contra todos os microrganismos, exceto Y. pseudotuberculosis, que é capsular. As soluções com diferentes concentrações de dopamina (125-500 μg/mL), N-acetilcisteína e edetato dissódico (1,25-5 μg/mL) resultaram em valores similares de CIM e CBM para cepas de bactérias gram-positivas, como o bacilo L. monocytogenes e o coco E. faecalis, e gram-negativas, como o M. smegmatis, que contêm ácidos micólicos em sua parede celular. No entanto, esses valores foram significativamente diferentes para cada solução. As soluções que continham dopamina (125-250 μg/mL), N-acetilcisteína e edetato dissódico (1,25-2,5 μg/mL) apresentaram atividade bacteriostática contra E. coli, P. aeruginosa e S. aureus. As soluções que continham dopamina 2000 μg/mL, N-acetilcisteína e edetato 20 μg/mL apresentaram atividade bactericida contra os mesmos microrganismos. As soluções que continham dopamina 1000 μg/mL, N-acetilcisteína e edetato 10 μg/mL apresentaram atividade bacteriostática e bactericida contra B. cereus.

Outros medicamentos que continham dopamina (125-500 μg/mL) e metabissulfito de sódio (62,5-125 μg/mL) apresentaram atividade bactericida contra todos os microrganismos usados no teste.

Discussão

Neste estudo, descobrimos que, de todas as preparações testadas, duas preparações diferentes de dopamina apresentaram atividade antimicrobiana.

Os medicamentos produzidos para uso intravenoso devem ser preparados e administrados em condições estéreis. Microrganismos infecciosos podem ser introduzidos no paciente por meio de recipientes contaminados, diafragma de látex, agulhas e equipamentos de perfusão. Agentes anestésicos e vasopressores podem ser contaminados por microrganismos durante a preparação de uma infusão. Por isso, os efeitos antimicrobianos dos agentes anestésicos e vasopressores são considerados importantes e foram investigados em estudos anteriores.⁸ Notavelmente, propofol é conhecido por favorecer o crescimento de microrganismos.⁸ Por outro lado, estudos anteriores demonstraram que sulfato de morfina, tiopental de sódio, citrato de fentanila, dexmedetomidina e midazolam têm efeitos antimicrobianos.^8-13 No entanto, os estudos sobre os efeitos antimicrobianos de vasopressores comumente usados em unidades de terapia intensiva (UTI) são muito poucos.

Há um aumento de estudos que demonstram que as catecolaminas estimulam o crescimento de microrganismos.^4,5,14,15 Entre os fatores causais estão a ligação de catecolaminas à transferrina e lactoferrina, o que permite que as bactérias adquiram um sistema específico de resposta óxido férrico¹⁴ e possivelmente α-adrenérgico de alguma bactéria para reconhecer catecolaminas.¹

Por outro lado, os aditivos com propriedades antioxidantes e antimicrobianas são comumente adicionados a fórmulas comerciais de vasopressores para evitar a contaminação bacteriana.^16-19 Porém, há poucos estudos que investigam a atividade antimicrobiana in vitro de fórmulas comerciais de vasopressores usados clinicamente. Os aditivos mais usados em vasopressores são N-acetilcisteína e edetato dissódico, conhecidos como potentes antioxidantes com propriedades antimicrobianas.^16-19

Este estudo avalia as propriedades antimicrobianas dos vasopressores mais comumente usados nas áreas médicas em concentrações diferentes pelo método de microdiluição.

Os medicamentos vasopressores são administrados por perfusão através de uma veia preferencialmente central de alto calibre para garantir uma concentração plasmática em estado estacionário. Usamos o método de microdiluição para imitar os diferentes níveis de concentração, uma vez que as catecolaminas interagem em uma ampla variação de dose-resposta e exibem várias potências.

Nosso estudo descobriu atividade antimicrobiana em ambos os preparados de dopamina. Nenhum outro medicamento do estudo conseguiu inibir o crescimento de microrganismos em qualquer concentração. Esse achado pode ser explicado pela elevada concentração de metabissulfito de sódio para um dos preparados de dopamina em comparação com os preparados de noradrenalina, adrenalina e dobutamina.

Metabissulfito de sódio é um agente oxidante ativo a um pH baixo. Enquanto todos os medicamentos do estudo têm variações efetivas de pH entre 2,2 e 5,0, o caldo de cultura MH tem um pH de 7,3 ± 0,1 e a solução tamponada de BNL usada em nosso estudo tem um pH de 7,0 a 25 °C (meio de cultura não tamponado tem um pH de 5,4 ± 0,2 a 25 °C). Portanto, não achamos que o metabissulfito de sódio pode apresentar qualquer atividade antimicrobiana a um pH neutro. Já que o sangue humano tem um pH levemente alcalino de 7,35-7,45 e a maioria das bactérias patogênicas prefere uma variação estreita de pH,^6,11 pensamos que esse achado está de acordo com as aplicações de medicamentos na vida real.

Outro aditivo oxidante presente nos medicamentos testados é a N-acetilcisteína, que demonstrou ser um agente mucolítico valioso, capaz de ajudar no tratamento antimicrobiano em combinação com antibióticos. Os exemplos em que a atividade antimicrobiana de N-acetilcisteína é observada são na lise da camada mucosa gástrica basal, que permite o escape da Helicobacter pylori das secreções gástricas ácidas,²⁰ e na diminuição da formação de biofilmes ao reduzir a produção da matriz de polissacarídeos extracelulares e promover a ruptura do biofilme maduro.²¹ Essas duas atividades são aumentadas por um ambiente ácido e os níveis de pH ligeiramente alcalinos estabelecidos nos ambientes do caldo de cultura do estudo podem ter prejudicado a atividade antimicrobiana da N-acetilcisteína. Contudo, para o metabissulfito, concluímos que um nível de pH levemente alcalino está mais de acordo com as aplicações de medicamentos na vida real.

É importante que as diretrizes de esterilização de equipamentos e assepsia sejam rigorosamente seguidas durante todos os procedimentos feitos em UTI. Em algumas circunstâncias, os vasopressores podem ser contaminados por microrganismos que podem levar a infecções.^8,9 Logo, o efeito antimicrobiano do vasopressor nesses cenários é de suma importância.^8,9 Em nossa opinião, os efeitos antibacterianos de dopamina podem ser suficientes para inibir a contaminação durante a preparação de soluções para perfusão.

Demonstramos que a dopamina tem efeitos antibacterianos contra alguns microrganismos frequentemente encontrados em ambientes hospitalares. Sugerimos que as preparações de dopamina devam ser preferidas em pacientes sépticos, por causa de sua atividade antimicrobiana contra vários fungos e cepas de bactérias comumente encontradas em choque séptico. No entanto, a tradução dessas pesquisas laboratoriais em recomendações requer a delimitação das interações entre catecolaminas, várias moléculas coexistentes e cossecretadas com elas e microrganismos em seus ambientes esperados.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Mar-Apr 2014

Histórico

• Recebido
  05 Abr 2012
• Aceito
  28 Fev 2013