Avaliação in vitro das características antimicrobianas de sugamadex^☆

Resumos

Justificativa e objetivo:

os medicamentos administrados por via intravenosa podem ser contaminados durante as várias fases de produção ou preparação. Sugamadex é uma gama-ciclodextrina modificada. Embora muitas pesquisas sobre os efeitos antibacterianos de uma variedade de ciclodextrinas estejam disponíveis, não há estudos dos efeitos antibacterianos de sugamadex. Este estudo investigou a atividade antimicrobiana in vitro de sugamadex.

Materiais e métodos:

a atividade antimicrobiana in vitro de sugamadex foi investigada pelo método de microdiluição em meio de cultura. O pH da solução de ensaio foi determinado com o uso de um medidor de pH. Os microrganismos-teste analisados incluíram Staphylococcus aureus ATCC 29213, Enterococcus fecalis ATCC 29212, Escherichia coli ATCC 25922 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. Na segunda fase do estudo, 100 mg/mL de sugamadex (50 μg) foram contaminados com microrganismos-teste (50 μg), incluindo S. aureus ATCC 29213, E. fecalis ATCC 29212, E. coli ATCC 25922 e P. aeruginosa ATCC 27853, incubados por 24 horas e, em seguida, a produção bacteriana foi avaliada.

Resultados:

o pH das soluções da análise variaram entre 7,25 e 6,97. Com o uso do método de microdiluição, sugamadex não apresentou efeito antibacteriano contra S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa em qualquer concentração. Na segunda fase do estudo, a produção bacteriana foi observada após 24 horas em 100 mg/mL de sugamadex contaminados com os microrganismos-teste S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa.

Sugamadex; Efeito antimicrobiano; S. aureus; E. fecalis; E. coli; P. aeruginosa

Background:

Drugs administered by intravenous routes may be contaminated during several stages of production or preparation. Sugammadex is a modified gamma cyclodextrin. While research into the antibacterial effects of varieties of cyclodextrin is available, there are no studies focusing on the antibacterial effects of sugammadex. This study investigates the in vitro antimicrobial activity of sugammadex.

Materials and methods:

The in vitro antimicrobial activity of sugammadex was investigated using the broth microdilution method. The pH of the test solution was determined using a pH meter. The test microorganisms included Staphylococcus aureus ATCC 29213, Enterococcus fecalis ATCC 29212, Escherichia coli ATCC 25922 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. In the second phase of the study 100 mg/mL sugammadex (50 μg) was contaminated with test microorganisms (50 μg), including S. aureus ATCC 29213, E. fecalis ATCC 29212, E. coli ATCC 25922 and P. aeruginosa ATCC 27853, left to incubate for 24 h and then the bacterial production in sugammadex was evaluated.

Results:

The pH of the test solutions ranged between 7.25 and 6.97. Using the microdilution method, sugammadex had no antibacterial effect on S. aureus, E. fecalis, E. coli and P. aeruginosa at any concentration. In the second phase of the study bacterial production was observed after 24 h in 100 mg/mL sugammadex contaminated with the test microorganisms S. aureus, E. fecalis, E. coli and P. aeruginosa.

Conclusions:

Sugammadex had no antimicrobial effect on the test microorganisms, S. aureus, E. fecalis, E. coli and P. aeruginosa. Care should be taken that sterile conditions are maintained in the preparation of sugammadex; that the same sugammadex preparation not be used for more than one patient; and that storage conditions are adhered to after sugammadex is put into the injector.

Sugammadex; Antimicrobial effect; S. aureus ; E. fecalis ; E. coli ; P. aeruginosa

Justificación y objetivo:

Los medicamentos administrados por vía intravenosa pueden ser contaminados durante las diversas fases de producción o preparación. El sugammadex es una gamaciclodextrina modificada. Aunque estén disponibles muchas investigaciones sobre los efectos antibacterianos de una variedad de ciclodextrinas, no existen estudios de los efectos antibacterianos del sugammadex. Este estudio investigó la actividad antimicrobiana in vitro del sugammadex.

Materiales y métodos:

La actividad antimicrobiana in vitro del sugammadex fue investigada por el método de microdilución en medio de cultivo. El pH de la solución de ensayo fue determinado usando un medidor de pH. Los microorganismos testados analizados incluyeron Staphylococcus aureus (S. aureus) (ATCC 29213), Enterococcus faecalis (E. faecalis) (ATCC 29212), Escherichia coli (E. coli) (ATCC 25922) y Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) (ATCC 27853). En la segunda fase del estudio, se contaminaron 100 mg/mL de sugammadex (50 µg) con microorganismos testados (50 µg), incluyendo S. aureus (ATCC 29213), E. faecalis (ATCC 29212), E. coli (ATCC 25922) y P. aeruginosa (ATCC 27853), incubados durante 24 h e inmediatamente se calculóla producción bacteriana.

Resultados:

El pH de las soluciones del análisis varió entre 7,25 y 6,97. Usando el métodode microdilución, el sugammadex no tuvo ningún efecto antibacteriano contra S. aureus, E. faecalis, E. coli y P. aeruginosa en ninguna concentración. En la segunda fase del estudio, la producción bacteriana fue observada después de 24 h en 100 mg/mL de sugammadex contaminados con los microorganismos testados S. aureus, E. faecalis, E. coli y P. aeruginosa.

Conclusiones:

El sugammadex no presentó ningún efecto antimicrobiano sobre los microorganismos testados S. aureus, E. faecalis, E. coli y P. aeruginosa. Se debe tener cuidado de que las condiciones estériles se mantengan en la preparación del sugammadex, de que la misma preparación de sugammadex no se use en más de un paciente y de que las condiciones de almacenaje se respeten después de la colocación del sugammadex en un inyector.

Sugammadex; Efecto antimicrobiano; Staphylococcus aureus ; Enterococcus faecalis ; Escherichia coli ; Pseudomonas aeruginosa

Introdução

Alguns agentes anestésicos, como o propofol, são conhecidos por propiciar o crescimento de microrganismos,^1-5 enquanto outros, como o sulfato de morfina, tiopental de sódio, citrato de fentanil, dexmedetomidina e midazolam inibem o crescimento microbiano.^3-7 Os agentes anestésicos podem ser contaminados por microrganismos em várias fases durante o preparo para uso.² Portanto, é importante que as propriedades antibacterianas ou a capacidade de os agentes anestésicos aumentarem a produção de bactérias em uma situação contaminada sejam conhecidas.⁸

Sugamadex é uma gama-ciclodextrina modificada.^9-11 As ciclodextrinas são oligossacarídeos cíclicos solúveis em água com um núcleo lipofílico. Sugamadex encontrou rapidamente um lugar no uso clínico por reverter seletivamente o bloqueio neuromuscular.^9-11 Sugamadex encapsula rapidamente os bloqueadores neuromusculares esteroides, aumenta a quantidade desses no plasma e os separa dos receptores nicotínicos de acetilcolina.^9-11

Ciclodextrinas são moléculas frequentemente usadas em indústrias de alimentos e farmacêuticas. Também são comumente usadas para converter medicamentos lipofílicos em formas hidrofílicas, além do uso no campo da microbiologia. Algumas ciclodextrinas, como dimetil-b-ciclodextrina, foram usadas para aumentar a produção de Helicobacter pylori,¹² enquanto outras, como hidroxipropil-b-ciclodextrina, foram descritas por impedir a produção bacteriana quando usadas para revestir próteses vasculares.¹³ Contudo, não há estudos recentes no campo da anestesiologia que avaliem o efeito de sugamadex, uma molécula gama-ciclodextrina modificada, sobre a produção bacteriana.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos antimicrobianos de sugamadex em análise dos seguintes microrganismos (American Type Culture Collection [ATCC]): Staphylococcus aureus ATCC 29213, Enterococcus fecalis ATCC 29212, Escherichia coli ATCC 25922 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853.

Materiais e métodos

A atividade antibacteriana de sugamadex foi investigada pelo método de microdiluição em meio de cultura de acordo com os procedimentos descritos pelo Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).¹⁴

Resumidamente, sugamadex foi diluído em solução salina estéril a 0,9%, a concentrações finais de 512 μg/mL, 256 μg/mL, 128 μg/mL, 64 μg/mL, 32 μg/mL, 16 μg/mL, 8 μg/mL, 4 μg/mL, 2 μg/mL, 1 μg/mL e 0,5 μg/mL. Para cada agente bloqueador neuromuscular, os valores do pH de todas as diluições foram determinados com um medidor de pH (Sartorius pH Meter PB-11). S. aureus ATCC 29213, E. fecalis ATCC 29212, E. coli ATCC 25922 e P. aeruginosa ATCC 27853 foram usados como microrganismos de controle. As bactérias (5 × 10⁵ unidades formadoras de colônias por mililitro, [UFC/mL]), meio de cultura MHB (Müeller-Hilton Broth) e sugamadex nas concentrações especificadas foram incubados em poços de microplacas a 35 °C durante 20 horas. As concentrações inibitórias mínimas (CIM) foram determinadas por observação da concentração mais baixa do agente que inibiu o crescimento visível da bactéria. Obscurecimento ou turvação nos poços foi um indicador de crescimento bacteriano.

Na segunda fase do estudo, 100 mg/mL de sugamadex foram contaminados com os organismos S. aureus ATCC 29213, E. fecalis ATCC 29212, E. coli ATCC 25922 e P. aeruginosa ATCC 27853. Bactérias, 50 μL (5 × 10⁵ unidades formadoras de colônia por mililitro [UFC/mL]) e 50 μL de sugamadex (100 mg/mL) foram incubados a 35 °C por 24 horas. Após esse período, a produção bacteriana em sugamadex foi avaliada.

Resultados

Com a técnica de microdiluição, sugamadex não apresentou efeito antibacteriano sobre S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa, em qualquer concentração.

Na segunda parte do estudo, após 24 horas de incubação de sugamadex (100 mg/mL) contaminado com S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa, o crescimento bacteriano foi observado.

O pH das soluções-teste variou entre 7,25 e 6,97. Os valores do pH estão listados na tabela 1.

Tabela 1
Valores do pH das diluic¸ões testadas de sugamadex

Diluições de sugamadex (μg/mL)	pH
512 μg/mL	7,25
256 μg/mL	7,22
128 μg/mL	7,14
64 μg/mL	7,09
32 μg/mL	7,04
16 μg/mL	7,04
8 μg/mL	7
4 μg/mL	6,99
2 μg/mL	6,98
1 μg/mL	6,97
0,5 μg/mL	6,97
Soro fisiológico a 0,9%	6,8

Discussão

Neste estudo, descobrimos que sugamadex não tem propriedades antimicrobianas sobre os organismos testados S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa.

Os fármacos produzidos para uso intravenoso devem ser preparados e administrados em condições estéreis. Microrganismos infecciosos podem ser introduzidos no paciente por meio de recipientes contaminados, diafragmas de borracha, agulhas e conjuntos de infusão.

Os agentes anestésicos podem ser contaminados por microrganismos durante a preparação. Por essa razão, os efeitos dos agentes antimicrobianos usados são importantes.⁸ Sabe-se que o propofol suporta o crescimento de microrganismos.^{2-4,7,8,15-18} Por outro lado, sulfato de morfina, tiopental de sódio, citrato de fentanil, dexmedetomidina, atracúrio, rocurônio e midazolam têm efeitos antimicrobianos.^3,5-8

Sugamadex é uma gama-ciclodextrina modificada.^9-11 Ciclodextrinas são moléculas frequentemente usadas na indústria de alimentos e farmacêutica. Também são comumente usadas para converter medicamentos lipofílicos em formas hidrofílicas. Ciclodextrinas são oligossacarídeos cíclicos solúveis em água com um núcleo lipofílico. Outras aplicações de ciclodextrinas incluem o uso no campo da microbiologia. Algumas ciclodextrinas, como dimetil-b-ciclodextrina, são usadas para aumentar a produção de H. pylori.¹² Quando adicionadas a ágares, as ciclodextrinas, como alfa e beta-ciclodextrina/hexadecano, são meios adequados para o crescimento de microrganismos, como Candida lipolytica e C. tropicalis.¹⁹ Pesquisas mostraram que moléculas de ciclodextrina, como beta-ciclodextrina, quando adicionadas a culturas líquidas, neutralizam as combinações potencialmente tóxicas e aumentam o crescimento de microrganismos como o H. pylori.^20-22 As culturas sólidas, incluindo ciclodextrinas modificadas, têm sido usadas para isolamento seletivo de microrganismos como a Bordetella pertussis.^23-26

No entanto, há relato de outras ciclodextrinas, como hidroxipropil-b-ciclodextrina, que previnem a produção bacteriana quando usadas para revestir próteses vasculares.¹³ Estudos anteriores relataram a inibição de tipos de bacilos por metil-beta-ciclodextrinas.²⁷ Pequisadores descobriram que metil-beta-ciclodextrinas atravessaram as membranas celulares de espécies de bacilos e causaram lise celular; porém, os autores ressaltaram que essa atividade não foi observada em outras bactérias gram-negativas e positivas.²⁷ Outro estudo descobriu que os derivados de ciclodextrina atuaram como o peptídeo antimicrobiano polimixina B e conseguiram inibir a proliferação bacteriana.²⁸

Não há estudos recentes no campo da anestesiologia que avaliem o efeito de sugamadex, uma molécula gama-ciclodextrina modificada, sobre a produção bacteriana. Em nosso estudo, descobrimos que sugamadex não apresentou propriedades antimicrobianas contra o crescimento de S. aureus, E. coli, P. aeruginosa e E. fecalis.

A maioria das bactérias prefere uma variação do pH em faixa bem estreita (entre 6 e 8) para sobreviver.^3,17 O crescimento de S. aureus (ATCC 25923), E. coli (ATCC 25922) e P. aeruginosa (ATCC 27853) não foi afetado por condições com pH entre 5 e 8.²⁹ Acredita-se que as propriedades bactericidas de tiopental estejam relacionadas ao seu pH alto.³⁰ Da mesma forma, mostrou-se que a variação do pH de midazolam foi responsável por seu efeito inibitório no crescimento bacteriano.^5,7,31 Em nosso estudo, antes de fazer a diluição recomendada, o pH de sugamadex era de aproximadamente 7,5. O pH de sugamadex diluído ficou em uma faixa bem estreita (entre 6,97 e 7,25). Esses valores do pH estão dentro da faixa de proliferação dos microrganismos-teste S. aureus (ATCC 25923), E. coli (ATCC 25922) e P. aeruginosa (ATCC 27853).

Em conclusão, sugamadex não apresentou efeito antibacteriano sobre S. aureus, E. fecalis, E. coli e P. aeruginosa.

• ☆
  Parte deste manuscrito foi exposta em apresentação pôster no 46° Congresso Anual TARK, Chipre, 7-11 de novembro de 2012.

Referências

• ¹
  Heldmann E, Brown DC, Shofer F. The association of propofol usage with postoperative wound infection rate in clean wounds: a retrospective study. Vet Surg. 1999;28:256-9.
• ²
  Henry B, Plante-Jenkins C, Ostrowska K. An outbreak of Serratia marcescens associated with the anesthetic agent propofol. Am J Infect Control. 2001;29:312-5.
• ³
  Crowther J, Hrazdil J, Jolly DT, Galbraith JC, Greacen M, Grace M. Growth of microorganisms in propofol, thiopental, and a 1:1 mixture of propofol and thiopental. Anesth Analg. 1996;82:475-8.
• ⁴
  Sosis MB, Braverman B, Villaflor E. Propofol, but not thiopental, supports the growth of andida albicans. Anesth Analg. 1995;81:132-4.
• ⁵
  Keleş GT, Kurutepe S, Tok D, Gazi H, Dinç G. Comparison of antimicrobial effects of dexmedetomidine and etomidate-lipuro with those of propofol and midazolam. Eur J Anaesthesiol. 2006;23:1037-40.
• ⁶
  Ayoglu H, Kulah C, Turan I. Antimicrobial effects of two anaesthetic agents: dexmedetomidine and midazolam. Anaesth Intensive Care. 2008;36:681-4.
• ⁷
  Graystone S, Wells MF, Farrell DJ. Do intensive care drug infusions support microbial growth? Anaesth Intensive Care. 1997;25:640-2.
• ⁸
  Hanci V, Cömert F, Ayoglu H, Kulah C, Yurtlu S, Turan IO. Evaluation of the antimicrobial effects of atracurium, rocuronium and mivacurium. Antimicrobial effects of muscle relaxants. Drugs Ther Stud. 2011;1:e2, http://dx.doi.org/10.4081/dts.2011.e2.
  » http://dx.doi.org/10.4081/dts.2011.e2
• ⁹
  Naguib M, Sugammadex:. another milestone in clinical neuromuscular pharmacology. Anesth Analg. 2007;104:575-81.
• ¹⁰
  Brull SJ, Naguib M. Selective reversal of muscle relaxation in general anesthesia: focus on sugammadex. Drug Des Dev Ther. 2009;3:119-29.
• ¹¹
  Rex C, Bergner UA, Pühringer FK. Sugammadex: a selective relaxant-binding agent providing rapid reversal. Curr Opin Anaesthesiol. 2010;23:461-5.
• ¹²
  Joo JS, Park KC, Song JY, et al. Thin-layer liquid culture technique for the growth of Helicobacter pylori. Helicobacter. 2010;15:295-302.
• ¹³
  Jean-Baptiste E, Blanchemain N, Martel B, Neu C, Hildebrand HF, Haulon S. Safety, healing, and efficacy of vascular prostheses coated with hydroxypropyl-b-cyclodextrin polymer: experimental in vitro and animal studies. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2012;43:188-97.
• ¹⁴
  Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. Document M100-S15. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2005.
• ¹⁵
  Langevin PB, Gravenstein N, Doyle TJ, et al. Growth of Staphylococcus aureus in Diprivan and Intralipid: implications on the pathogenesis of infections. Anesthesiology. 1999;91:1394-400.
• ¹⁶
  Durak P, Karabiber N, Ayoglu H, Yilmaz TH, Erdemli Ö. Investigation on antibacterial activities of atracurium, lidocaine, propofol, thiopentone, and midazolam. Acta Anaesth Ital. 2001;52:39-43.
• ¹⁷
  Arduino MJ, Bland LA, McAllister SK, et al. Microbial growth and endotoxin production in the intravenous anesthetic propofol. Infect Control Hosp Epidemiol. 1991;12:535-9.
• ¹⁸
  Sosis MB, Braverman B. Growth of Staphyloccoccus aureus in four intravenous anaesthetics. Anesth Analg. 1993;77:766-78.
• ¹⁹
  Bar R. A new cyclodextrin-agar medium for surface cultivation of microbes on lipophilic substrates. Appl Microbiol Biotechnol. 1990;32:470-2.
• ²⁰
  Douraghi M, Kashani SS, Zeraati H, Esmaili M, Oghalaie A, Mohammadi M. Comparative evaluation of three supplements for Helicobacter pylori growth in liquid culture. Curr Microbiol. 2010;60:254-62.
• ²¹
  Marchini A, d'Apolito M, Massari P, Atzeni M, Copass M, Olivieri R. Cyclodextrins for growth of Helicobacter pylori and production of vacuolating cytotoxin. Arch Microbiol. 1995;164:290-3.
• ²²
  Olivieri R, Bugnoli M, Armellini D, et al. Growth of Helicobacter pylori in media containing cyclodextrins. J Clin Microbiol. 1993;31:160-2.
• ²³
  Ohtsuka M, Kikuchi K, Shundo K, et al. Improved selective isolation of Bordetella pertussis by use of modified cyclodextrin solid medium. J Clin Microbiol. 2009;47:4164-7.
• ²⁴
  Letowska I, Chodorowska M, Kaczurba E, Kuklinska D, Tyski S. Bacterial growth and virulence factors production by different Bordetella pertussis strains. Acta Microbiol Pol. 1997;46:45-55.
• ²⁵
  Imaizumi A, Suzuki Y, Ono S, Sato H, Sato Y. Heptakis(2,6-O-dimethyl)beta-cyclodextrin: a novel growth stimulant for Bordetella pertussis phase I. J Clin Microbiol. 1983;17:781-6.
• ²⁶
  Suzuki Y, Imaizumi A, Ginnaga A, Sato H, Sato Y. Effect of heptakis (2,6-0-dimethyl)beta-cyclodextrin on cell growth and the production of pertussis toxin and filamentous hemagglutinin in Bordetella pertussis. Dev Biol Stand. 1985;61:89-92.
• ²⁷
  Zhang HM, Li Z, Uematsu K, Kobayashi T, Horikoshi K. Antibacterial activity of cyclodextrins against Bacillus strains. Arch Microbiol. 2008;190:605-9.
• ²⁸
  Yamamura H, Suzuki K, Uchibori K, et al. Mimicking an antimicrobial peptide polymyxin B by use of cyclodextrin. Chem Commun (Camb). 2012;48:892-4.
• ²⁹
  Gudmundsson A, Erlendsdottir H, Gottfredsson M. Impact of pH and cationic supplementation on in vitro postantibiotic effect. Antimicrob Agent Chemother. 1991;35:2617-24.
• ³⁰
  Clinton LW, warriner CB, McCormack JP, Alison MC. Reconstituted thiopentone retains its alkalinity without bacterial contamination for up to four weeks. Can J Anaesth. 1992;39:504-8.
• ³¹
  Farrington M, McGinnes J, Matthews I, Park GR. Do infusions of midazolam and propofol pose an infection risk to critically ill patients? Br J Anaesth. 1994;72:415-7.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Mar-Apr 2014

Histórico

• Recebido
  10 Set 2012
• Aceito
  10 Jun 2013