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Vergleich der Resistenzselektion durch Pradofloxacin und Difloxacin im Tiermodell (2003)

Art

Hochschulschrift

Autor

Schloeßer, Sonja (WE 7)

Quelle

Berlin, 2003 — 151 Seiten

Kontakt

Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen

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Abstract / Zusammenfassung

Bei Mäusen mit experimentell hervorgerufenen Mastitiden wurde durch wiederholte Behandlung mit subtherapeutischen Dosen der beiden Fluorchinolone Pradofloxacin und Difloxacin ein Selektionsdruck auf die in den Drüsenkomplexen wachsende Erregerpopulation ausgeübt, ohne diese zu eliminieren. Es wurden zwei Infektionserreger eingesetzt, der Wildtyp Staphylococcus aureus DSM 11823 sowie eine isogene First step-Mutante (Klon16) mit einer definierten Mutation in der Targetstruktur Topoisomerase IV A (grlA= Ser-80®Phe). Für diese Infektionserreger konnten qualitative Unterschiede in Bezug auf in vitro-Resistenzselektion gezeigt werden. Die Minimale Hemmstoffkonzentration (MHK) von Pradofloxacin gegen den Wildtyp Staphylococcus aureus DSM 11823 war um den Faktor Vier niedriger als die von Difloxacin (0,03:0,125 µg/ml); die Mutant Prevention Concentration (MPC) war dagegen 20-fach niedriger (0,25:5 µg/ml). Die MHK von Pradofloxacin gegen die First step-Mutante war um den Faktor 16 niedriger als die von Difloxacin (0,125:2 µg/ml); die MPC war sogar 80-fach niedriger (1,25:100 µg/ml). Im Tiermodell wurde ein vergleichbarer Therapieeffekt nach Infektion mit dem Wildtypstamm mit 0,5 mg Pradofloxacin und 1,0 mg Difloxacin pro kg KGW und ach Infektionen mit der First step-Mutante mit 1,0 mg Pradofloxacin und 15,0 mg Difloxacin pro kg KGW erzielt. Die nach Behandlungsende in den infizierten Drüsen verbliebenen Erreger-populationen wurden mikrobiologisch und molekularbiologisch analysiert. Die Populationen setzten sich in der Regel aus verschiedenen Phänotypen mit unterschiedlicher Empfindlichkeit gegen das zur Behandlung eingesetzte Antibiotikum zusammen. Bei den resistenten Phänotypen konnten regelmäßig Klone mit normaler Kolonieform und die sogenannten Small Colony Variants (SCV) unterschieden werden. Während sich die resistenten Klone mit normaler Kolonieform in der Pathogenität und Virulenz nicht vom Wildtyp unterscheiden ließen, handelte es sich bei den SCV offenbar um Defektmutanten mit deutlich reduzierter Pathogenität. Bei der Selektion resistenter Klone mit normaler Kolonieform konnten deutliche Unterschiede zwischen Pradofloxacin und Difloxacin gezeigt werden. In der rückisolierten Erregerpopulation wurden signifikant weniger resistente Klone in Mäusen gefunden, die mit Pradofloxacin behandelt worden sind. Dies galt sowohl für Versuche mit dem Wildtyperreger (P @ 0,002 < 0,05), als auch für Versuche mit der isogenen First step-Mutante (P @ 0,022 < 0,05). Dagegen konnte für den Anteil resistenter SCV in den jeweiligen Populationen kein statistisch signifikanter Unterschied nachgewiesen werden (P > 0,05). First step-Mutanten zeigten nach Behandlung mit Pradofloxacin eine höchstens verdoppelte Minimale Hemmstoffkonzentration (MHK) von 0,06 µg/ml; Second step-Mutanten zeigten eine maximal 33-fache MHK von 1 µg/ml gegenüber dem Wildtypstamm (0,03 µg/ml). Dagegen zeigten bei mit Difloxacin behandelten Mäusen auftretende First step-Mutanten bis zu 16-fachem MHK-Wert von 2 µg/ml und Second step-Mutanten sogar bis zu 512-fachem MHK-Wert von 64 µg/ml im Vergleich zum Wildtypstamm (0,125 µg/ml) In der molekularbiologischen Untersuchung wurden bei resistenten Klonen mit normalem Phänotyp Punktmutationen in den Genen Topoisomerase IV A (grlA= Ser-80®Phe) und Gyrase A (gyrA= Ser-84®Leu) nachgewiesen. Darüberhinaus wurde sowohl bei Klonen mit normalem Phänotyp als auch bei SCV in gyrA eine bisher noch nicht beschriebene Deletion (?Serin-84) entdeckt. Hierbei könnte es sich um eine Mutation handeln, die nur durch Selektion im Tier auftritt. Diese Deletionsmutanten wurden ausschließlich in mit Difloxacin behandelten Mäusen gefunden. In der vorliegenden Arbeit konnten nach Behandlung experimenteller S. aureus-Mastitiden von Mäusen mit Pradofloxacin oder Difloxacin durch phäno- und genotypische Populationsanalysen deutliche Vorteile für Pradofloxacin in Bezug auf in vivo-Resistenzselektion gezeigt werden.