Infecția Bartonella: Tratamentul și rezistența la medicamente

Tratamentul antibiotic al Bartonelozei

Tratamentul infecțiilor cu Bartonella cu antibiotice depinde de prezentarea clinică a bolii și de statusul imunitar al pacientului, astfel încât recomandările actuale de tratament trebuie să fie adaptate la fiecare situație clinică.

Tehnici de testare a sensibilității la antibiotice

Metoda diluției în agar Metoda diluției în agar este utilizată pentru testarea in vitro a sensibilității la antibiotice pentru izolatele de Bartonella, așa cum a fost descrisă anterior de Maurin et al. Tulpinile de Bartonella au fost cultivate pe agar Columbia suplimentat cu 5% sânge de oaie. Culturile au fost suplimentate suplimentar cu diluții în serie de două ori a antibioticului de interes. Celulele au fost recoltate după 5 zile de incubare și au fost suspendate în tampon fosfat (pH 7,4). Pentru testele cu antibiotice s-au utilizat suspensii bacteriene diluate de zece ori la o concentrație echivalentă cu cea a standardului McFarland 0,5; concentrația corespunde la aproximativ 106 unități formatoare de colonii/ml, determinată prin tehnica unităților formatoare de colonii. Un total de 10 μl din fiecare suspensie bacteriană a fost plasat pe agar cu sânge. Plăcile au fost incubate la 37°C într-o atmosferă de 5% CO2. Creșterea bacteriană a fost evaluată după 5 zile de incubare prin comparație cu creșterea pe martori de agar fără antibiotice. Valoarea concentrației minime inhibitoare (CMI) este definită ca fiind prima concentrație de antibiotic care permite inhibarea creșterii după 5 zile de incubație.

Testul Etest Testul Etest a fost utilizat recent pentru a evalua sensibilitatea la antibiotice la Bartonella. Gradientul de antibiotic acoperă un gradient stabil, continuu și exponențial al concentrației de antibiotic direct sub bandă. După incubare, când creșterea bacteriană devine vizibilă, se observă o elipsă de inhibiție simetrică centrată de-a lungul benzii. CMI (în µg/ml) se citește direct de pe scala unde marginea elipsei intersectează banda. Izolatele de Bartonella sunt cultivate pe plăci de geloză Columbia 5% sânge de oaie, iar testarea sensibilității la antibiotice a tuturor izolatelor de Bartonella se realizează cu ajutorul benzilor Etest disponibile pentru diferite antibiotice, conform recomandărilor producătorului. CMI se măsoară după o incubare de 5-12 zile (figura 1). Un studiu anterior a arătat că rezultatele CMI obținute cu ajutorul Etest au fost fiabile și s-au corelat bine cu rezultatele obținute prin metoda diluției în agar.

Rezultatele sensibilității la antibiotice

Pe baza testelor in vitro, speciile Bartonella sunt sensibile la multe antibiotice, inclusiv la penicilină și la alți compuși pe bază de cefalosporine, (de ex, aminoglicozidele, cloramfenicolul, tetraciclinele, compușii macrolidici, rifampicina, fluorochinolonele și co-trimoxazolul). Cu toate acestea, rezultatele sensibilității in vitro nu se corelează în mod constant cu datele in vivo ale pacienților; de exemplu, penicilina nu are eficacitate in vivo, în ciuda CMI foarte scăzute observate in vitro. Studiile de sensibilitate pe bază de agar au demonstrat, de asemenea, că multe antibiotice sunt doar bacteriostatice împotriva speciilor de Bartonella in vitro. Studiile anterioare au demonstrat că, in vitro, aminoglicozidele sunt singura clasă de antibiotice care este bactericidă împotriva speciilor de Bartonella cultivate fie în mediu lichid, fie în celule endoteliale.

Mecanismele de rezistență la antibiotice la Bartonella

Mecanismele principale prin care acționează agenții antimicrobieni sunt interferența cu sinteza acizilor nucleici, legarea la ribozom și inhibarea sintezei peretelui celular și a metabolismului folicilor. Bacteriile pot dezvolta rezistență la antibiotice prin două procese genetice. În primul rând, mutația și selecția (transfer genetic vertical) și, în al doilea rând, schimbul de gene între tulpini și specii (transfer genetic orizontal). În cazul bacteriilor intracelulare, inclusiv al speciilor de Bartonella, rezistența la antibiotice se datorează în principal mutațiilor spontane sau mutațiilor intrinseci în genele țintă (de exemplu, transferul vertical de gene), care sunt analizate mai târziu în acest articol. Cu toate acestea, am demonstrat recent, pentru prima dată, posibilitatea transferului lateral de gene al unui plasmid conjugat între Bartonella rattaustraliani și alte bacterii, inclusiv B. henselae sau rizobiale. Acest lucru ar putea sugera că genele de rezistență la antibiotice ar putea fi transferate lateral și că acest lucru ar trebui investigat în continuare în viitor.

Rezistența naturală la antibiotice Eterogenitatea sensibilității a 20 de noi izolate Bartonella la fluorochinolone izolate de la mamiferele australiene a fost investigată recent în cadrul unuia dintre studiile noastre. În acest studiu am constatat că ciprofloxacina a fost mai eficientă in vitro decât ofloxacina. Această eterogenitate a fost legată de o mutație naturală, Ser 83→Ala, în regiunea de determinare a rezistenței la chinolone (QRDR) din gyrA. În mod interesant, un studiu de analiză in silico a genomului a evidențiat o mutație naturală la poziția 83 din regiunea QRDR (Ser 83→Ala) a gyrA prezentă în trei specii de Bartonella (B. bacilliformis, B. quintana și B. henselae). Numeroase studii au demonstrat că speciile care poartă în mod natural un reziduu de serină în poziția 83 din gyrA sunt, de obicei, sensibile la fluorochinolone, în timp ce prezența unei alanine în această poziție critică corespunde, de obicei, unei rezistențe naturale la aceste antibiotice.

În mod similar, o tranziție A2059G în gena care codifică ARNr 23S, responsabilă de rezistența la eritromicină, a fost detectată într-unul dintre cei 15 ganglioni limfatici de la pacienții cu CSD. Acest ganglion a fost excizat de la o femeie în vârstă de 10 ani care nu a fost tratată cu antibiotice înainte de excizie, ceea ce sugerează că tulpinile rezistente la eritromicină care apar în mod natural pot infecta oamenii.

Rezistența la antibiotice in vitro Recent, au fost caracterizate mutații specifice de rezistență la antibiotice la B. henselae, B. quintana și B. bacilliformis, selectate prin treceri în serie in vitro (tabelul 1).

La speciile Bartonella, au fost raportate diferite mecanisme de rezistență la eritromicină (figura 2A) în studiile in vitro. Anterior, am demonstrat că tulpina de B. quintana complet rezistentă la eritromicină obținută după al 16-lea pasaj in vitro adăpostea o inserție repetată de 27 de baze în proteina ribosomală L4, rezultând o inserție de nouă aminoacizi repetați între aminoacizii R71 și A72 în regiunea foarte conservată a proteinei. Recent, am raportat mai multe mutații în gena care codifică ARNr 23S și în proteina ribozomală L4 în tulpina B. henselae Marseille și în alți mutanți B. henselae rezistenți la eritromicină in vitro. S-a demonstrat anterior că majoritatea mutațiilor din gena care codifică ARNr 23S (de exemplu, A2058G, A2058C și C2611T) conferă rezistență la eritromicină la alte bacterii. Am găsit mutații de aminoacizi în două poziții diferite (G71R și H75Y) în proteina ribozomală L4 în mutanții rezistenți la eritromicină ai B. henselae. O mutație A2058G într-o tulpină de B. bacilliformis rezistentă la eritromicină a fost, de asemenea, raportată de echipa noastră. Un studiu mai recent a demonstrat că azitromicina a fost eficientă doar până la al doilea pasaj pentru izolatele de B. henselae obținute de la pisici. În comparație cu tulpina parentală, fiecare mutant de B. henselae rezistent la azitromicină avea o substituție nucleotidică unică omogenă în poziția 2058 (A2058G, numerotare Escherichia coli) în gena care codifică ARNr 23S…

Am selectat, de asemenea, o tulpină de B. henselae rezistentă la gentamicină in vitro. Gena care codifică ARNr 16S, gena candidată pentru rezistența la gentamicină (figura 2A), a fost caracterizată prin analiza secvenței. Mutantul de B. henselae rezistent la gentamicină purta o mutație A1408G în gena codificatoare a ARNr 16S, așa cum este descrisă de dublul vârf A/G. În plus, această mutație este cea mai frecvent întâlnită la izolatele clinice rezistente la gentamicină din alte specii bacteriene. Deși am obținut un mutant rezistent la gentamicină in vitro, acest mutant a fost obținut după nouă treceri (18 săptămâni), ceea ce sugerează că nu este probabil ca selecția unor astfel de tulpini rezistente la gentamicină să aibă loc in vivo.

Fluorochinolonele au fost utilizate pe scară largă pentru tratamentul infecțiilor cu Bartonella la om și în medicina veterinară. Cu toate acestea, fluorochinolonele singure nu ar trebui să fie utilizate pentru tratamentul bartonelozei, deoarece există un nivel intrinsec scăzut de rezistență datorită mutației gyrA. În plus, un nivel ridicat de rezistență la fluorochinolone este ușor de obținut in vitro. Alterarea enzimelor-țintă pare să fie cel mai important factor în dezvoltarea rezistenței la chinolone (figura 2B). Mica regiune cuprinsă între codonii 67-106 din gyrA la E. coli a fost desemnată QRDR. Variații în regiunea QRDR au fost găsite la speciile cu rezistență naturală la fluorochinolone. În 2003, Minnick et al. au izolat și caracterizat mutanți de B. bacilliformis care erau rezistenți la ciprofloxacină. În 2007, am obținut o tulpină de B. bacilliformis rezistentă la ciprofloxacină in vitro; tulpina conținea o tranziție de la C la T la poziția 549 (numerotare E. coli) a genei gyrA, care codifică schimbarea de aminoacizi prezisă Asp 87→Asn în gyrA. Aceeași mutație (Asp 87→Asn) a fost, de asemenea, descoperită recent în tulpini de B. henselae și B. quintana rezistente la ciprofloxacină (tabelul 1).

Un alt studiu recent a demonstrat că izolatele de B. henselae obținute de la pisici au devenit rezistente la pradofloxacină și enrofloxacină (ambele sunt fluorochinolone care sunt utilizate în principal în medicina veterinară) după un număr diferit de treceri. În comparație cu tulpinile parentale de B. henselae, mutanții rezistenți la pradofloxacină și enrofloxacină prezentau o schimbare de aminoacid din serină în valină la poziția 83 (numerotare E. coli) în gyrA. Mutația Ser 83→Val găsită în mutanții rezistenți la pradofloxacină și enrofloxacină în acest studiu a fost raportată anterior de Tavío et al. într-un izolat de E. coli rezistent la fluorochinolone.

În cele din urmă, substituții de aminoacizi în ARN polimeraza și mutații punctiforme în gena rpoB au fost demonstrate după selecția in vitro a tulpinilor rezistente la rifampicină (figura 2B) de B. bacilliformis și B. quintana de către grupul nostru. Aceste tulpini au prezentat o mutație la serina 531 (Ser→Phe) în regiunea care determină rezistența la rifampicină a genei rpoB. Aminoacidul 531 este unul dintre locurile cel mai frecvent mutate care conferă rezistență la rifampicină la alte specii bacteriene (tabelul 1).

Tratamentul bartonelozei la animale

Niciun antibiotic nu s-a dovedit a fi pe deplin eficient împotriva infecțiilor cu Bartonella la pisici și câini. În studiile anterioare efectuate de Kordick și colab., doxiciclina și enrofloxacina au părut a fi eficiente împotriva infecției cu Bartonella la pisici. În cadrul studiului, 22,7 mg de enrofloxacină au fost administrate pe cale orală la fiecare 12 h și 25 mg de doxiciclină au fost administrate pe cale orală la fiecare 12 h; durata tratamentului a fost de 14-28 de zile. Bacteriemia la pisicile infectate în mod natural cu infecție cronică a fost eliminată cu succes la nouă din 14 pisici tratate cu enrofloxacină și doar la două din opt pisici tratate cu doxiciclină. Este interesant faptul că azitromicina, un compus macrolidic cu o bună penetrare intracelulară, pare să fi devenit medicamentul de elecție pentru tratarea pisicilor și câinilor cu infecții cu B. henselae. Cu toate acestea, au fost raportate, de asemenea, recidive după retragerea antibioticelor pentru acest tratament. Doxiciclina și enrofloxacina pot fi utilizate pentru tratamentul pisicilor, iar fluorochinolonele cu doxiciclină sau azitromicină pot fi utilizate pentru tratamentul câinilor. Cu toate acestea, deoarece au fost testate multe scheme de tratament diferite, este dificil să se tragă vreo concluzie cu privire la eficacitatea fluorochinolonei singure sau în combinație. În cele din urmă, tratamentul pisicilor împotriva puricilor este, de asemenea, esențial pentru a evita transmiterea la om.

Tratamentul Bartonelozei la om

Recomandările de tratament pentru infecțiile cauzate de speciile Bartonella sunt descrise în tabelul 2. Doxiciclina și eritromicina sunt cele mai frecvent recomandate antibiotice utilizate pentru tratamentul infecției cu Bartonella la om, însă au fost raportate îmbunătățiri clinice în urma utilizării penicilinei, gentamicinei, ceftriaxonei, ciprofloxacinei și azitromicinei.

Boala zgârieturilor de pisică nu răspunde de obicei bine la terapia cu antibiotice. Numeroase rapoarte au evaluat eficacitatea multor agenți antimicrobieni pentru tratamentul CSD tipice, necomplicate. Majoritatea cercetătorilor nu au observat niciun beneficiu cu tratamentul antibiotic, în timp ce rapoartele anecdotice au indicat că ciprofloxacina, rifampicina și co-trimoxazolul pot fi eficiente. Într-un studiu prospectiv, randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, care a abordat tratamentul antibiotic al CSD la om, realizat de Bass et al. realizat de Bass et al., azitromicina administrată pe cale orală timp de 5 zile a fost considerată eficientă în reducerea dimensiunii ganglionilor limfatici în primele 4 săptămâni de tratament. Cu toate acestea, în ciuda tratamentului cu azitromicină, la unii dintre subiecții studiului a avut loc o mărire a diferitelor ganglioni limfatici sau o creștere a dimensiunii ganglionului limfatic inițial.

În CSD tipic, nu se recomandă un tratament cu antibiotice, chiar dacă azitromicina ar putea fi utilă pentru pacienții cu limfadenopatie mare și voluminoasă. Pentru prezentarea atipică a CSD este necesar un tratament antibiotic și a fost propusă o combinație de doxiciclină și rifampicină pentru neuroretinită și encefalopatie.

În timpul Primului Război Mondial, soldații cu febră de tranșee au eliminat infecția în absența unui tratament antibiotic. Cu toate acestea, după Al Doilea Război Mondial a fost raportat tratamentul cu succes al unor pacienți cu febră de tranșee cu tetraciclină sau cloramfenicol, deși aceste date rămân anecdotice. Un studiu clinic randomizat realizat de Foucault et al. a raportat că persoanele fără adăpost cu episoade de bacteriemie cu B. quintana ar trebui să fie tratate cu o combinație de gentamicină și doxiciclină. Rezultatele au arătat eradicarea bacteriemiei la șapte din nouă pacienți tratați, comparativ cu doi din 11 martori netratați. Pacienții cu bacteremie acută cu B. quintana ar putea fi tratați cu gentamicină în combinație cu doxiciclină timp de 28 de zile.

Tratarea endocarditei Bartonella este critică, deoarece rata de deces și intervenția chirurgicală valvulară sunt mai mari la acești pacienți. Raoult și colab. au raportat că rata de recuperare a pacienților a fost mai mare atunci când aminoglicozidele au fost utilizate în combinație cu β-lactame sau cu alte antibiotice. Astfel, recomandarea pentru pacienții cu endocardită Bartonella este doxiciclină timp de 6 săptămâni plus gentamicină timp de 14 zile.

Angiomatoza bacilară și PH trebuie tratate cu eritromicină timp de 3-4 luni ca tratament antibiotic de primă linie. Deși eritromicina are o activitate antibiotică împotriva Bartonella, s-a demonstrat că eritromicina are, de asemenea, un efect antiangiogenic asupra celulelor endoteliale care poate contribui la buna sa activitate in vivo. Doxiciclina poate fi utilizată ca regim alternativ. Durata tratamentului cu eritromicină este esențială (3 luni pentru angiomatoza bacilară și 4 luni pentru PH) pentru a limita recidivele.

Penicilina G, cloramfenicolul, tetraciclina, streptomicina și eritromicina au fost utilizate pentru tratamentul febrei Oroya, care este cauzată de B. bacilliformis. Fluorochinolonele au fost utilizate cu succes pentru tratamentul febrei Oroya, dar nu recomandăm utilizarea lor exclusivă, deoarece există un nivel intrinsec scăzut de rezistență la fluorochinolone în genul Bartonella din cauza unei mutații intrinseci în ADN-girasă. Ca tratament alternativ, ar putea fi utilizat cloramfenicolul singur sau în combinație cu un β-lactamină sau ciprofloxacina.

Din 1975, rifampicina a devenit medicamentul de elecție pentru tratamentul verruga peruana. Cu toate acestea, a fost raportat, de asemenea, eșecul tratamentului cu rifampicină, care s-ar putea datora unor tulpini rezistente care sunt ușor de obținut in vitro. Într-unul dintre studiile noastre recente, am recomandat doxiciclina combinată cu gentamicina ca regim preferat pentru tratamentul fazei cronice a bolii Carrion.