Влияние доксорубицина и антибиотиков на динамику развития популяций Staphylococcus aureus и Escherichia coli

¹Введение. В онкологической практике нередко возникают показания для назначения антибиотиков на фоне проводимой противоопухолевой терапии. Даже при отсутствии клинически документированных проявлений инфекции выраженные нарушения иммунного статуса пациентов требуют профилактического назначения противомикробных препаратов [1]. Поэтому проблема сочетанного действия противоопухолевых препаратов и антибиотиков на микроорганизмы — возбудители гнойно-воспалительных заболеваний, имеет теоретическое и практическое значение.

Методы. Нами было изучено влияние противоопухолевого препарата доксорубицина (из группы ан-трациклинов) и цефтриаксона в отношении 5 штаммов Staphylococcus aureus (стандартного – S.aureus АТСС 29213 и 4 клинических), доксорубицина и амикацина – в отношении 5 штаммов Escherichia coli (стандартного – E. coli АТСС 25922 и 4 клинических) на динамику развития популяций указанных бакте-

410012 Саратов, ул. Б. Казачья, д.112,

ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии, Тел.: (8452) 66-98-20.

рий. Клинические штаммы стафилококков были выделены из гнойного отделяемого ран. Кишечные палочки представляли собой уринокультуры. Оба вида микроорганизмов сохраняют свое значение среди основных возбудителей бактериальных инфекций у онкологических больных, в частности инфекций кровотока, мягких тканей и мочевыводящих путей [2].

Предварительно, методом двукратных серийных разведений в мясо-пептонном бульоне при микробной нагрузке 2×10 ⁵ микробных тел/мл (по стандарту мутности ГИСК им. Л.А. Тарасевича), определяли минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) цефтриаксона для штаммов S.aureus, амикацина – для штаммов E. coli [3]. Этот же метод использовали для определения МИК доксорубицина в отношении обоих видов.

С учетом полученных значений МИК изучали влияние доксорубицина и соответствующего антибиотика на динамику развития популяций штаммов. С этой целью суточные агаровые культуры штаммов S.aureus из расчета 2×10 ⁵ м.т./мл засевали во флаконы с мясо-пептонным бульоном:

• 1-    содержащим МИК цефтриаксона;

• 2-    содержащим МИК доксорубицина;

• 3-    содержащим цефтриаксон и доксорубицин в ½ МИК;

  

  время культивировании. ч

  Рис. 1. Динамика развития популяции штамма S.aureus АТСС 29213

  
  

• 4-    не содержащим препаратов.

Суточные агаровые культуры штаммов E.coli из расчета 2×10 ⁵ м.т./мл засевали во флаконы с мясопептонным бульоном:

• 1-    содержащим МИК амикацина;

• 2-    содержащим 100 мкг/мл доксорубицина;

• 3-    содержащим ½ МИК амикацина и 100 мкг/мл доксорубицина;

• 4-    не содержащем препаратов.

Концентрация доксорубицина 100 мкг/мл соответствует его сывороточной концентрации у человека в течение часа после внутривенного введения [4]. Ее использование было обосновано отсутствием чувствительности опытных штаммов E.coli к этому препарату (МИК 1000 мкг/мл).

Сразу после посева и по мере культивирования при t 37°С через 4, 6, 8 и 24 часа измеряли оптическую плотность (D) бульонных культур на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 560 нм [5].

Результаты. При определении антимикробной активности цефтриаксона установлено, что 2 штамма S.aureus (S.aureus АТСС 29213 и S.aureus № 56) были чувствительны к этому антибиотику (МИК 1,5 мкг/мл), а 3 штамма – устойчивы (МИК для штаммов № 97 и № 108 составила 3,1, для штамма № 161 – 12,5 мкг/мл) [3].

Рис. 2. Динамика развития популяции штамма S.aureus № 56

Опытные штаммы E.coli были чувствительны к амикацину: МИК для штаммов E. coli АТСС 25922, E. coli № 35, № 823 и № 879 – 1,5, № 22 – 3,1 мкг/мл [3].

Доксорубицин, как указывалось выше, в отношении опытных штаммов E.coli был не активен (МИК 1000 мкг/мл). В отношении опытных штаммов S.aureus его активность была умеренной: МИК для штамма S.aureus АТСС 29213 1,5 мкг/мл, № 56 – 6,2, № 97 и № 108 – 12,5, № 161 – 25 мкг/мл.

Согласно полученным данным зависимости оптической плотности (D) микробных культур от времени культивирования осуществляли построение графиков (в качестве примера приведены кривые, построенные для штаммов S.aureus АТСС 29213 – рисунок 1 и № 56 – рисунок 2).

Примечание: К — вариант штамма, культивируемый в среде без препаратов. МИКцеф. — вариант штамма, культивируемый в среде с МИК цефтриаксона. МИКдокс. — вариант штамма, культивируемый в среде с МИК доксорубицина. Сочетания — вариант, культивируемый в среде с 1/2 МИК цефтриаксона и 1/2 МИК доксорубицина.

Из полученных данных следовало, что сочетание неингибируюших концентраций цефтриаксона и доксорубицина задерживало развитие микробных популяций сопоставимо с МИК каждого из препаратов. Этот эффект был особенно выражен для 3 штаммов – S. aureus АТСС 29213, № 56 и № 161 (у всех отмечалась полная задержка или отсутствие вступления в логарифмическую фазу).

Рис. 3. Динамика развития популяции E.coli ATCC 25922

Графики, построенные для штаммов E.coli, демонстрировали, что сочетания сывороточной концентрации доксорубицина и ½ МИК амикацина задерживали наступление логарифмической фазы у 3 штаммов (E.coli АТСС 25922, № 22 и № 879). У штаммов № 35 и № 823 в этих условиях задержка логарифмической фазы сменялась проявлениями адаптации по мере культивирования. На рисунках 3 и 4 приведены кривые, построенные для штаммов E.coli АТСС 25922 и № 35.

Статистический анализ с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни [6] совокупностей полученных значений D для штаммов S.aureus? в разных условиях культивирования показал, что культуры, развивающиеся в среде без препаратов, достоверно отличаются от культур, растущих в среде с МИК цефтриаксона и МИК доксорубицина. В условиях МИК цефтриаксона и сочетаний ½ МИК этого

Рис. 4. Динамика развития популяции штамма E.coli № 35

Примечание: К — вариант штамма, культивируемый в среде без препаратов. МИКам. — вариант штамма, культивируемый в среде с МИК амикацина. Д100 — вариант штамма, культивируемый в среде со 100 мкг доксорубицина. Сочетания — вариант, культивируемый в среде с 1/2 МИК амикацина и 100 мкг доксорубицина.

антибиотика и доксорубицина – различия значений D незначимы.

Подобно штаммам S. aureus достоверные различия значений D были получены при сравнении развития популяций E.coli, культивируемых в бульоне без препаратов, и в мясо-пептонном бульоне с МИК амикацина. В условиях МИК амикацина и сочетания его ½ МИК со 100 мкг доксорубицина полученные значения D существенно не отличались. Стимулирующее действие сывороточной концентрации доксорубицина на развитие популяций E.coli при сравнении с культурами, которые культивировали в среде без препаратов, было существенно только через 6 часов культивирования, то есть к моменту окончания фазы адаптации.

Обсуждение. Поскольку доксорубицин в отношении опытных штаммов S. aureus проявил умеренную антимикробную активность, наличие его потенциру- ющего действия на антимикробную активность цефтриаксона было предполагаемо.

Стимулирующий эффект сывороточных концентраций доксорубицина на антимикробную активность амикацина обусловлен, очевидно, усилением поступления доксорубицина в клетки опытных штаммов E. coli в связи с характерной для действия аминогликозидов деструкцией цитоплазматических мембран бактериальных клеток [7].

Заключение. Представленные результаты позволяют считать, что неингибирующая и сывороточная концентрации доксорубицина потенцируют подавляющее действие цефтриаксона и амикацина на задержку развития микробных популяций указанных видов. Это имеет положительное значение при совместном использовании доксорубицина и указанных антибиотиков в лечении инфекционных осложнений у онкологических больных.