Resgate da atividade inibitória da Poliamixina B por potenciais adjuvantes antibióticos em bactérias gram-negativas multirresistentes

Abstract

RESUMO: Diante da limitação de opções terapêuticas, a polimixina B (PMB) é considerado um dos fármacos de última linha para o tratamento de infecções por bactérias Gram-negativas multirresistentes (BGN-MDR). Contudo, com o aumento de seu uso, infecções causadas por BGN-MDR resistentes à PMB têm se tornado frequentes, principalmente devido à alterações nas moléculas de lipopolissacrídeos (LPS) presentes na parede celular bacteriana. Adjuvantes antibióticos são substâncias químicas que, quando combinadas com antimicrobianos, podem aprimorar sua atividade contra isolados resistentes. Este estudo buscou avaliar a atividade dos derivados do (-)-canfeno (4-OH-TSZ) e 3,5-dinitrobenzoilhidrazonas (DNH-17) na redução da concentração inibitória mínima (CIM) da PMB contra BGN-MDR. Trinta e seis isolados, incluindo bactérias sensíveis e resistentes a PMB, provenientes da coleção bacteriana do setor de Bacteriologia Médica (SisGen número AB486FE), foram testados por microdiluição em caldo para determinar a CIM da PMB, sozinha e em combinação com os derivados estudados. Possíveis mecanismos de ação dos candidatos a adjuvantes antibióticos com a PMB, sobre o potencial de membrana bacteriana e a inibição de bombas de efluxo, foram avaliados usando a sonda fluorescente iodeto de 3'3'-dietiloxacarbocianina (DiCO2(3) e o ensaio de acúmulo de brometo de etídio, respectivamente. A CIM da PMB dos isolados bacterianos testados variou entre 0,125 e >512 ?g/ml. Em espécies de Enterobacterales resistentes aos carbapenêmicos (ERCs) e resistentes à PMB, os derivados testados atuaram como adjuvantes antibióticos, resgatando a atividade da PMB (CIM ? 2 ?g/ml) na maioria dos isolados testados (82,6%). Não foi observado nenhuma atividade em isolados de ERCs com resistência intrínseca. O derivado 4-OH-TSZ também resgatou a atividade da PMB em um isolado de Acinetobacter baumanni e reduziu em 8 vezes a CIM da PMB em Stenotrophomonas maltophilia. A análise do potencial de membrana revelou um aumento na despolarização da membrana bacteriana quando os adjuvantes foram combinados com a PMB, enquanto nenhuma inibição de bomba de efluxo foi detectada. Podemos concluir que os derivados 4-OH-TSZ e DNH-17 representam potenciais adjuvantes antibióticos para resgatar a atividade inibitória in vitro da PMB em BGN-MDR, e o aumento na despolarização da membrana bacteriana por essas combinações pode estar envolvido no mecanismo de resgate.

ABSTRACT: Given the limited therapeutic options, polymyxin B (PMB) is considered one of the last-line drugs for the treatment of infections caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDR-GNB). However, with the increase in its use, infections caused by PMB-resistant MDR-GNB have become frequent, mainly due to changes in the lipopolysaccharide (LPS) molecules present in the bacterial cell wall. Antibiotic adjuvants are chemical substances that, when combined with antimicrobials, can enhance their activity against resistant isolates. This study sought to evaluate the activity of (-)-camphene derivatives (4-OH-TSZ) and 3,5-dinitrobenzoylhydrazones (DNH-17) in reducing the minimum inhibitory concentration (MIC) of PMB against BGN-MDR. Thirty-six isolates, including bacteria sensitive and resistant to PMB, from the bacterial collection of the Medical Bacteriology sector (SisGen number AB486FE), were tested by broth microdilution to determine the MIC of PMB, alone and in combination with the studied derivatives. Possible mechanisms of action of candidates for antibiotic adjuvants with PMB, on the bacterial membrane potential and the inhibition of efflux pumps, were evaluated using the fluorescent probe 3'3'-diethyloxacarbocyanine iodide (DiCO2(3) and the accumulation of ethidium bromide, respectively. The PMB MIC of the tested bacterial isolates ranged between 0.125 and >512 ?g/ml. In carbapenem-resistant (ERCs) and PMB-resistant Enterobacterales species, the tested derivatives acted as antibiotic adjuvants, rescuing PMB activity (MIC ? 2 ?g/ml) in the majority of isolates tested (82.6%). No activity was observed in ERC isolates with intrinsic resistance. The 4-OH-TSZ derivative also rescued PMB activity in an isolate of Acinetobacter baumanni and reduced the MIC of PMB in Stenotrophomonas maltophilia by 8-fold. Membrane potential analysis revealed an increase in bacterial membrane depolarization when adjuvants were combined with PMB, while no efflux pump inhibition was detected. We can conclude that the 4-OH-TSZ and DNH-17 derivatives represent potential antibiotic adjuvants to rescue the in vitro inhibitory activity of PMB on BGN-MDR, and the increase in bacterial membrane depolarization by these combinations may be involved in the rescue mechanism.