In vitro killing of canine strains of Staphylococcus pseudintermedius and Escherichia coli by cefazolin, cefovecin, doxycycline and pradofloxacin over a range of bacterial densities

Vet Dermatol. 2020 Jun;31(3):187-e39. doi: 10.1111/vde.12835. Epub 2020 Feb 6.

Abstract

Background: Bacterial densities likely fluctuate during infection and may exceed the bacterial density used in susceptibility testing. As such, investigation of bacterial killing by antibiotics over a range of varying bacterial densities may provide important differences between compounds and could impact drug selection for therapy.

Hypothesis/objectives: To measure killing of clinical isolates of Staphylococcus pseudintermedius and Escherichia coli by cefazolin, cefovecin, doxycycline and pradofloxacin at clinically relevant (minimum inhibitory, mutant prevention, maximum serum and maximum tissue) drug concentrations against varying densities of bacteria.

Animals/materials: Bacterial strains collected from dogs with urinary tract infections were studied.

Methods and materials: High bacterial densities ranging from 106 to 109 colony forming units (cfu)/mL were exposed to minimum inhibitory, mutant prevention, blood and tissue drug concentrations, and the percentages (log10 ) of viable cells killed following 30 min, 1, 2, 4, 6, 12 and 24 h of drug exposure were quantified.

Results: Doxycycline exhibited bacteriostatic properties with less killing than the other three agents. For example, at a 107 cfu/mL density of S. pseudintermedius, more cells were killed by pradofloxacin (P < 0.0001) and cefovecin (P = 0.0014) but not cefazolin when compared to doxycycline at the maximum serum drug concentration following 12 h of drug exposure.

Conclusions and clinical importance: Differences were seen between some drugs in the speed and extent of bacterial killing; this could be clinically important and may impact drug selection and length of therapy.

Contexte: Les densités bactériennes fluctuent probablement au cours d'une infection et pourraient dépasser les densités bactériennes utilisées dans les tests de sensibilité. Ainsi, les recherches de bactéricidie par les antibiotiques sur une variété de densités bactériennes moyennes pourraient montrer d'importantes différences entre les composés et pourraient impacter le choix des molécules pour le traitement. HYPOTHÈSES/OBJECTIFS: Evaluer la bactéricidie sur des souches bactériennes de Staphylococcus pseudintermedius et Escherichia coli par la céfazoline, la céfovécine, la doxycycline et la pradofloxacine à des concentrations (minimales inhibitrices, de prévention des mutants, sériques maximales et tissulaires maximales) cliniquement importantes contre plusieurs densités bactériennes. MÉTHODES ET MATÉRIELS: Les souches bactériennes prélevées de chiens avec infection urinaire ont été étudiées. Les densités bactériennes élevées allant de 106 à 109 cfu (colony forming units)/mL étaient exposées aux concentrations minimales inhibitrices, de prévention des mutant, tissulaires et sanguines des traitements et les pourcentages (log10 ) de cellules viables après 30 min, 1, 2, 4, 6, 12 et 24 h d'exposition au traitement ont été quantifiés. RÉSULTATS: La doxycycline a montré des propriétés bactériostatiques avec moins de mort que les trois autres agents. Par exemple, à la densité de 107 cfu/mL de S. pseudintermedius, plus de cellules étaient tuées par la pradofloxacine (P < 0.0001) et la céfovécine (P = 0.0014) mais pas par la céfazoline quand comparé à la doxycycline à la concentration sérique maximale de la doxycycline suivant 12h d'exposition au traitement.

Conclusions et importance clinique: Les différences étaient observées entres les molécules pour le temps et la durée de bactéricidie; ceci pourrait être cliniquement important et pourrait avoir un impact sur la sélection des molécules et la durée du traitement.

INTRODUCCIÓN: la densidad bacteriana probablemente fluctúa durante la infección y puede exceder la densidad bacteriana utilizada en las pruebas de susceptibilidad. Como tal, la investigación de la destrucción bacteriana por antibióticos en un rango de densidades bacterianas variables puede proporcionar diferencias importantes entre los compuestos y podría afectar la selección de fármacos para la terapia. HIPÓTESIS/OBJETIVOS: valorar la destrucción de cepas clínicas de Staphylococcus pseudintermedius y Escherichia coli por cefazolina, cefovecina, doxiciclina y pradofloxacina a concentraciones de fármaco clínicamente relevantes (inhibición mínima, prevención de mutantes, máximo en suero y tejido) contra diferentes densidades de bacterias. MÉTODOS Y MATERIALES: Se estudiaron cepas bacterianas recolectadas de perros con infecciones del tracto urinario. se expusieron altas densidades bacterianas de 106 a 109 unidades formadoras de colonias (ufc/ml) a concentraciones mínimas inhibidoras, de prevención de mutantes, y concentración de sangre y tejidos, y se cuantificaron los porcentajes (log10 ) de células viables destruidas después de 30 minutos, 1, 2, 4, 6, 12 y 24 h de exposición al fármaco. RESULTADOS: la doxiciclina exhibió propiedades bacteriostáticas con menos destrucción que los otros tres agentes. Por ejemplo, a una densidad de 107 ufc/ml de S. pseudintermedius, se destruyeron más células por pradofloxacina (P <0,0001) y cefovecina (P = 0,0014) pero no cefazolina en comparación con doxiciclina a la concentración máxima de fármaco en suero que por doxiciclina después 12 h de exposición al fármaco. CONCLUSIONES E IMPORTANCIA CLÍNICA: se observaron diferencias entre algunos medicamentos en la velocidad y el porcentaje de la destrucción bacteriana; esto podría ser clínicamente importante y afectar a la selección de medicamentos y la duración de la terapia.

Hintergrund: Die Bakteriendichte fluktuiert mit großer Wahrscheinlichkeit während einer Infektion und könnte die bakterielle Dichte, die für Empfindlichkeitstests verwendet wird, übertreffen. Aus diesem Grund könnte die Untersuchung vom Tod der Bakterien mittels Antibiotika über einen Bereich von variierender bakterieller Dichte wichtige Informationen über Unterschiede zwischen den Zusammensetzungen der Medikamente liefern und auf die Auswahl der Medikamente für eine Therapie einen Einfluss haben.

Hypothese/ziele: Die Messung abgetöteter klinischer Isolate von Staphylococcus pseudintermedius und Escherichia coli mittels Cefazolin, Cefovecin, Doxycyclin und Pradofloxacin nach klinisch relevanten Wirkstoffkonzentrationen (minimale Hemmstoffkonzentration, Mutantenprävention, Maximum im Serum und Maximum im Gewebe) gegen variierende Bakteriendichten.

Methoden und materialien: Die Bakterienstämme wurden von Hunden mit einer Harnwegsinfektion entnommen und untersucht. Hohe Bakteriendichten von 106 bis 109 Kolonie-bildenden Einheiten (cfu)/mL waren einer minimalen Hemmstoffkonzentration, Mutantenprävention, Wirkstoffkonzentrationen in Blut- und Gewebe ausgesetzt und es wurden die Prozentanteile (log10 ) der getöteten wachstumsfähigen Zellen 30 Minuten, 1, 2, 4, 6, 12 und 24h nach Wirkstoffexposition quantifiziert.

Ergebnisse: Doxycyclin zeigte bakteriostatische Eigenschaften, wobei weniger Bakterien abgetötet wurden als mit den anderen drei Wirkstoffen. Zum Beispiel wurden mehr Zellen bei einer Dichte von 107 cfu/mL an S. pseudintermedius von Pradofloxacin (P < 0,0001) und Cefovecin (P = 0,0014) abgetötet - nicht jedoch von Cefazolin, im Vergleich zu Doxycyclin bei maximaler Serumwirkstoffkonzentration als von Doxycyclin nach einer 12 stündigen Wirkstoffexponierung.

Schlussfolgerungen und klinische bedeutung: Es wurden Unterschiede zwischen einigen Wirkstoffen in Bezug auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß des Abtötens von Bakterien festgestellt; das könnte klinisch wichtig sein und die Auswahl des Wirkstoffes sowie die Dauer der Behandlung beeinflussen.

背景: 細菌密度は感染期間中に変動する可能性が高く、感受性試験で使用される細菌密度を超える可能性がある。そのため、様々な細菌密度の範囲にわたる抗生物質による殺菌調査は、化合物間の重要な違いを提供する可能性があり、治療としての薬物選択に影響を与える可能性がある。 仮説/目的: 本研究の目的は、さまざまな密度の細菌に対する臨床的に関連する(最小発育阻止、耐性変異阻止、最大血清および最大組織)薬物濃度で、セファゾリン、セフォベシン、ドキシサイクリンおよびプラドフロキサシンによるブドウ球菌臨床分離株および大腸菌の死滅を測定することであった。 材料と方法: 尿路感染症の犬から採取された細菌株を調査した。106 〜109 コロニー形成単位(cfu)/ mLの範囲の高い細菌密度を最小発育阻止、耐性変異阻止、血中および組織薬物濃度の薬物に暴露し、薬物暴露30分後、2、4、6、12、および24時間の死滅生細胞の割合(log10 )を定量化した。 結果: ドキシサイクリンは、他の3薬剤よりも弱い殺菌力で静菌特性を示した。たとえば、S. pseudintermediusの107 cfu / mL密度​​で、12時間の薬物曝露後のドキシサイクリンよりも最大血清薬物濃度のドキシサイクリンと比較した場合、プラドフロキサシン(P <0.0001)およびセフォベシン(P = 0.0014)により多くの細胞が死滅したが、セファゾリンではそうではなかった。 結論と臨床的重要性: いくつかの薬物では、殺菌速度および程度に違いが見られた。これは臨床的に重要であり、薬剤の選択と治療期間に影響を与える可能性がある。.

背景: 细菌密度可能在感染期间发生波动,并可能超过药敏试验中使用的细菌密度。因此,在不同细菌密度范围内,研究抗生素杀菌能力可发现药物之间的重要差异,并影响治疗时的药物选择。 假设/目的: 检测头孢唑啉、头孢维星、多西环素和普多沙星在临床相关(最小抑制、突变预防、最大血清和最大组织)药物浓度下,对不同细菌密度的假中间葡萄球菌和大肠杆菌临床分离株的杀灭作用。 方法和材料: 对采集自尿路感染犬的细菌菌株进行研究。将 106 至 109 菌落形成单位 (cfu)/mL 的高密度细菌接触最低抑制、突变预防、血液和组织药物浓度,并定量测定接触药物30 min、1、2、4、6、12 和 24 h 后杀死的活细胞百分比 (log10 )。 结果: 多西环素表现出抑菌特性,与其他 3 种药物相比,杀菌效果较低。例如,当假中间葡萄球菌密度为 107 cfu/mL 时,在接触药物12h 后,与多西环素相比,在最大血清药物浓度下,普多沙星 (P < 0.0001) 和头孢维星 (P = 0.0014) 能杀死更多细胞,但头孢唑啉却不能。 结论和临床意义: 一些药物在杀灭细菌的速度和程度方面存在差异;这可能具有临床意义,并可能影响药物选择和治疗持续时间。.

Contexto: A densidade bacteriana pode flutuar durante uma infecção e é possível que exceda aquela utilizada em testes de suscetibilidade. Sendo assim, exames que avaliam o extermínio de bactérias por antibióticos utilizando variadas densidades bacterianas pode demonstrar importantes diferenças entre compostos e assim influenciar na escolha de fármacos a serem utilizados no tratamento. HIPÓTESE/OBJETIVOS: Mensurar a eliminação de Staphylococcus pseudintermedius e Escherichia coli por cefazolina, cefovecina, doxiciclina e pradofloxacino em concentrações clinicamente relevantes (inibitória mínima, prevenção de mutantes, sérica máxima e tecidual máxima) contra diversas densidades bacterianas. MÉTODOS E MATERIAIS: O estudo foi realizado com cepas bacterianas coletadas de cães com infecções do trato urinário. Altas densidades bacterianas variando de 106 a 109 unidades formadoras de colônia (ufc)/mL foram expostas a concentração inibitória mínima, de prevenção de mutantes, sérica e tecidual, e as porcentagens (log10 ) de células viáveis eliminadas após 30 min, 1, 2, 4, 6, 12 e 24 h de exposição aos fármacos foram quantificadas.

Resultados: A doxiciclina demonstrou propriedades bacteriostáticas com propriedades bactericidas menores que os outros três agentes. Por exemplo, em uma densidade de 107 ufc/mL de S. pseudintermedius, mais células foram mortas por pradofloxacina (P < 0.0001) e cefovecina (P = 0.0014), mas não cefazolina quando comparado à doxicilina na concentração sérica máxima do fármaco e posteriormente à doxicilina após 12 horas de exposição à droga. CONCLUSÕES E IMPORTÂNCIA CLÍNICA: Observou-se diferenças entre alguns fármacos na velocidade e extensão da eliminação de bactérias; isto pode ser clinicamente relevante e pode impactar na seleção de drogas e na duração do tratamento.

MeSH terms

  • Animals
  • Anti-Bacterial Agents / pharmacology*
  • Cefazolin / pharmacology
  • Cephalosporins / pharmacology
  • Dog Diseases / microbiology
  • Dogs / microbiology
  • Doxycycline / pharmacology
  • Escherichia coli / drug effects*
  • Escherichia coli Infections / veterinary*
  • Fluoroquinolones / pharmacology
  • Microbial Sensitivity Tests
  • Staphylococcal Infections / veterinary*
  • Staphylococcus / drug effects*
  • Urinary Tract Infections / microbiology
  • Urinary Tract Infections / veterinary*

Substances

  • Anti-Bacterial Agents
  • Cephalosporins
  • Fluoroquinolones
  • cefovecin
  • pradofloxacin
  • Cefazolin
  • Doxycycline

Supplementary concepts

  • Staphylococcus pseudintermedius

Grants and funding