Antibiótico-terapia Racional en el bovino Prof. Alejandro L. Soraci Ph.D Area Toxicología Dpto Fisiopatología FCV-UNCPBA

Consumo mundial de ATB 99% : animales de renta 24.300 Toneladas/año 50% 15-30% 15-20% 1% 1% animales de compañía 24.300 Toneladas/año Barber and associates 1997

Diferentes formas de uso de antibióticos en medicina veterinaria colectiva (cerdos, aves, bovinos…) Enfermedad Salud profiláctico preventivo Factor de crecimiento Terapéutico Metafiláctico Animales no enfermos, pero presencia de un factor de riesgo (Estrés, destete-hacinamiento, etc) Presencia de signos clínicos sobre un % determinados de animales Certitud de la extensión de la enfermedad a todo el grupo Animales sanos Uso zootécnico (Prohibido en UE) Animales Enfermos

Durante mucho tiempo el uso de los ATB en bovinos siguió una modalidad poco racional: (consultas informales a colegas) Cuales son las pautas de elección del ATB ? . En general el primero que agarro de la estantería de la Vete En que se basa la elección?. Aquel que no tengo que preparar (liofilizado) antes de administrar, Me lo aconsejo “uno” del laboratorio que es bárbaro Cual es la estrategia de uso, Metafiláctico, profiláctico o terapéutico?. Como??, en general uso Terramicina ®, siempre la llevo en la consola de la camioneta Se respeta la Dosis ?. Le doy con una jeringa de 20 ml, más o menos (en general voy rápido) A qué intervalo posológico ? (le digo que al paisano que lo repita) Se respeta el tiempo de retirada?... ????

Conocimientos Básicos en Antibiótico terapia “Sólo vemos lo que conocemos”. Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832)

Muchos factores pueden contribuir al desarrollo de fallo terapéutico o resistencia. El más importante es exponer a la bacteria a concentraciones sub optimas Parámetro corrientemente utilizados para caracterizar la actividad ATB : Disco Medio agar

Dinámica en función del tiempo Antibiograma :?! Fármaco mantenido en forma estable y Constante Inóculo fijo Situación en el animal Concentración sitio de acción Dinámica en función del tiempo Variación de T°C Componente inmunológico

Necesaria y absoluta correlación PK/PD al decidirse por un ATB Fracaso terapéutico Objetivo Microorganismo Antibiograma CMI Interpretación de resultados de laboratorio Neomicina

La sensibilidad ATB no garantiza el éxito Terapéutico La resistencia Bacteriana garantiza el fracaso terapéutico

Farmacocinética/Farmacodinamia y actividad de los antibióticos Concentración en el sitio de infección Efecto terapéutico Efecto tóxico Eficaciamax Velocidad bactericida... resistencia Concentración plasmática varia en función del tiempo Cmax … AUC... ½ vida media … Posologia Concentración en tejidos Farmacocinética Farmacodinamia

Integración de las relaciones Farmacocinéticas/Farmacodinámicas conc. vs tiempo Conc. Tiempo 25 0.0 0.4 Farmacodinámia efecto vs conc. 1 10 -4 -3 Conc (log) Efecto PK/PD efecto vs tiempo Time Effect 1 25 Adapté de H. Derendorf ( 2d ISAP Educational Workshop, 2000)

Relación concentración/tiempo – intensidad del efecto bactericida 1/4 CMI 16 CMI 4 CMI 64 CMI 1 CMI Contrôle 2 4 6 β Lactámico 8 3 5 7 9 Log10 cfu/mL 2 3 4 5 6 7 8 9 Log10 cfu/mL Aminoglucósidos Tiempo (h) Tiempo (h)

Matan por concentración Concentración ATB Cmax/CIM Matan por concentración Aminoglucósidos Fluoroquinolonas AUC>CIM CIM 24 T>CIM Tiempo ß lactámicos Macrólidos Matan por tiempo de exposición

Concentración ATB A B CIM Tiempo T>CIM 30% T>CIM Dosis 50% Dosis

Parametros PK/PD predicitvos de la actividad de los antibióticos Parámetro prédictivo Clase de Fármaco. Ejemplo valor mínimo * T > MIC -lactámicos penicilina ceftriaxone 25 % intervalo entre dosis 40 % 50 % (cefalosporinas) 100 % AUC24h/MIC glicopéptido tetraciclinas vancomicina doxiciclinas 100 – 400 80 – 100 AUC24h/MIC et Cmax /MIC fluoroquinolonas 1 aminoglucósidos 2 moxifloxacina amikacina AUC24h/MIC > 30 (Gram +) a 125 (Gram -) Cmax /MIC > 8 * utilisado por l'EUCAST (European Committee on Antibiotic Susceptibility Testing; http://www.eucast.org) parar la determinación des de puntos críticos (infecciones sistémicas) 1 El esquema de administración depende de la molécula una relación Cmax/MIC > 8 favorece el efecto bactericida y disminuye la resistencia 2 una administración diaria (q24h) es sistémicamente preferida con el fin de de prevenir/disminuir la toxicidad (renal y /o auditiva)

Efecto Primera exposición ATB o resistencia adaptativa Antibióticos poder bactericida concentración dependiente Bacterias que sobreviven se vuelven transitoriamente refractaria al ATB durante varias hs : Mec. Acción, menor acumulación en la bacteria Efecto Primera exposición ATB o resistencia adaptativa Poco racional – inútil la administración en horario cortos de tiempo o por infusión

Persistencia Antibiótica Efecto post antibiótico (EPA) Efecto sub inhibidor Efecto de sensibilización de leucocitos

Efecto post antibiótico (EPA) Supresión persistente del crecimiento bacteriano posterior a una exposición breve a antibiótico. Se presenta en el tratamiento antibacteriano, especialmente en aminoglucósidos, fluoroquinolonas, tetraciclinas, clindamicina. Los inhibidores de la síntesis de pared celular como betalactámicos y vancomicina, tienen un muy corto EPA

Efecto sub inhibidor Efecto de sensibilización de leucocitos Disminución del crecimiento o pérdida de la viabilidad bacteriana a una concentración inferior a la CIM Efecto de sensibilización de leucocitos Las bacterias expuestas al ATB son más sensibles a la fagocitosis Este fenómeno se mantiene varias horas luego de una exposición al un ATB esto explica la falta de correlación in vivo in vitro frente a una bacteria determinada

Bacteriostático vs bactericida Bacteriostáticos: Tetraciclinas Macrólidos Cloranfenicol Sulfamidas Bactericidas: Beta-lactámicos Glucopéptidos Aminoglucósidos Quinolonas Los Bacteriostáticos: inhiben el crecimiento bacteriano y precisan de la acción de mecanismos de defensa del huésped (macrófagos, facgocitos) para producir la muerte bacteriana. Los Bactericidas producen directamente la muerte bacteriana. Frente a determinadas patologías es imprescindible tener en cuenta el carácter bacteriostático o bactericida del régimen antibiótico que debe administrarse para tratar adecuadamente un proceso infeccioso. En aquellas situaciones en las que el foco infeccioso es comprometida (endocarditis, meningitis, paciente neutropénico) es imprescindible establecer un régimen antibiótico con actividad bactericida, para alcanzar la erradicación bacteriana. Bactericida + Bacteriostático= Antagonismo 2 Bactericidas = Sinergia

Vías de administración de ATB/formulación : Un concepto muchas veces sub-estimado

Administración de antibióticos en patologías infecciosas del bovino Vía parenteral IV, IM, SC Vía enterales Oral

Vía IV Importancia Biodispondad = 100% Para los antibióticos concentración-dependiente : pico plasmatico importante distribución es rápida Inconvenientes : Para los antibióticos tiempo-dependiente (no mantiene concentraciones plasmáticas) No existen muchas formulación galénica en veterianria Risgo de efectos secundario agudo (Anafilaxia)

Vía IM - Biodisponibilidad : buena Influenciada por el sitio de administración tabla cuello y espalda > masa glutea y isquiotibiales Influencia de la formulación galénica Absorción relativamente rapida de soluciones, susp acuosas. Admite formulaciones de depósito (formas de larga acción) bien tolerada : ß lactámicos. Menor tolerancia : macrólidos, tetraciclinas, TMP-sulfa

Biodisponibilidad de la amoxicilina trihidrato 20% IM-SC 10 Concentración (µg / ml) 1 SC Triceps IM Tabla cuello IM grupa IM 0.1 0.01 3000 2400 1800 1200 600 Tiempo (minutos) Rutgers et al., 1980, 3: 125

Amoxicilina : influencia de la sal µg / ml 10 amoxicilina sodica (7 mg / kg) 8 6 amoxicilina suspensión acuosa (14 mg / kg) 4 amoxicilina suspensión acuosa (7 mg / kg) 2 0.5 3 6 Tiempo (h) 12

Cinética de oxitetraciclina (20 mg/kg) formulación standard ( ) vs LA (O) 6 Oxitetraciclina (µg / ml) 4 2 24 48 72 96 120 Teempo (h)

Vía intramusculaire - Desventajas Pérdidas económicas importantes, problemas de las formulaciones de larga acción. Lesiones en cortes de importancia Sitio de administración: Problemas Residuos-tiempo de retirada

Vía IM

Importancia de las formes galénicas Formas Larga persistencia. son preferidas para evitar manipulaciones de los animales Tulatromicina Florfenicol Tilmicosina Terra L.A. No administrar por Vía IV

Vía SC Ventajas Biodisponibilidad Inconvenientes generalmente más pobre y lenta que IM Fácil adminsitración Ventajas bien adaptado a los ATB tiempo-dependiente tolerancia local visible posibilidad de administrar grandes volúmenes Inconvenientes mal adaptado a los ATB concentration-dependientes No bien toleradas sustancias irritantes y/o depósito

Distribución de ATB en el bovino

FACTORES QUE AFECTAN LA DISTRIBUCION Características fisicoquímicas del fármaco Flujo sanguíneo Fijación a proteínas Fijación a grasa Distribución a áreas especiales Barrera hemato-encefálica Barrera placentaria

DISTRIBUCIÓN VASO SANGUÍNEO SNC GRASA MUSCULO LIQUIDO EXTRACELULAR

Distribución de los ATB Proteínas Plasmáticas: atención!! dosis ternero vs adulto - Tasa ( 47 vs 80 g . l -1 ) Volumen del sector hídrico grandes diferencias entre ternero y animal adulto Volumen de distribución de los ATB

Repartición de los Sectores Hídricos ternero Novillo Vaca 100 recién nacido 1 semaine 85 ternero 75 diarrea 74 70 50 Agua intracelular 60 25 Agua intersticial 7 PLASMA

Antibiótico-terapia en enfermedades respiratorias de los bovinos (ERB) Alejandro L. Soraci Area Toxicología Dpto Fisiopatología FCV-UNCPBA

Las enfermedades respiratorias de los bovinos Importancia económica Aprox. 30% de los bovinos reciben un tratamiento antibiótico antes de los 6 meses de edad, relacionado con probelmas de enfermedad respiratoria Secuelas irreversibles en términos de crecimiento

Las enfermedades respiratorias de los bovinos Son entidades multifactoriales Infección viral Medio ambiente / transporte Status inmunitario Infección bacteriana

Agentes etiológicos de las Bronco-neumonias • Mannheimia (Pasteurella) hemolitica :62% • Pasteurella multocida : 26% • Actinomyces piogenes : 12% Micoplasmas

La patología se desarrolla en condiciones favorables a la expansión de la flora residente (infección secundaria a virosis, micoplasmas etc.)

Los bovinos sanos son portadores de bacterias Pasteurella lo que restringe el uso de ATB como profiláctico

Raspado vs. LBA Raspado Lavado broncho- alveolar sanos enfermos sanos enfermos (n=60) (n=59) (n=60) (n=59) Mannhemia haemolytica 32 15 12 14 Pasteurella multocida 47 69 43 68 Mycoplasma bovis 43 46 52 61 Mycoplasma bovirhinis 35 32 33 32 Actinobacillus (Haemophilus) somnus 7 12 5 12 Streptomyces spp 3 -- 23 12

Problemática respiratoria Bovina: Un problema de base anatomo-funcional!!!

Particularidades anátomo-fisiologicas del bovino El costo energético de la respiration es muy grande Pobre surperficie de intercambio gasesoso en relación a las necesidades de O2 Pobre número de capilares por unidad de surperficie alveolar Fuerte compartimentalización del pulmón Relativa estreches de las vías respiratorias.

Predisposición a la anóxia El parénquima pulmonar en bovinos tiene pocos capilares por superficie alveolar, por lo que sólo consume el 42.8 % de oxigeno inspirado. Por tanto la capacidad de intercambio gaseoso es menor en comparación con otras especies Predisposición a la anóxia

Importante resistencia al pasaje de aire a b anterior La presencia de lóbulos secundarios, pleuras, tejido conjuntivo interlobular denso y de pliegues espesos. Importante resistencia al pasaje de aire Fuertemente agravado en presencia de procesos inflamatorios COMPARTIMENTALIZACIÓN Pulmón Izq. 3 Lóbulos Pulmón Derech. 4 lóbulos Peso:3,5 kg. 1/170 Peso total Lóbulos: a. Apical. d. Cardiaco. e. diafragmático b. Apical. d. cardíaco. f. accesorio a b anterior b posterior d e f

Particularidades anátomo-fisiologicas del bovino Ausencia de ventilation colateral entre los diferentes lóbulos ( perro y equino) Pulmones poco competentes Potente mecanismo vasoconstrictor frente a estados hipoxicos para regular el equilibrio ventilación/perfusión Capa muscular micro-vascular ”enorme”

Capa muscular micro-vascular pulmonar Hipoxia Prostaglandinas Oxido nítrico Potente vasoconstricción compensatoria Restricción de sangre zona hipóxica

Infección pulmonar y disparo de un síndrome inflamatorio Gram (-) LPS Macrófagos TNF, iL1 Fiebre, anorexia, adinamia obstrucción bronco-alveolar inflamación Alteraciones fonctionels lesiones pulmonares

Localizacions ectópica (ex.: articulaciones) Microorganismo Mucus bronquial Macrófagos Lesión pulmonar inflamación Medio intersticial Drenaje linfático Bacteriemia Localizacions ectópica (ex.: articulaciones)

Particularidades anátomo-fisiologicas del bovino Un problema para la antibioticoterapia: Dificultad o imposibilidad de acceso a zonas infectadas Circulación sanguínea muy restrínguida (vía parenteral) Espacio aéreo obstruído (limititado interés de las vías locales : nebulización)

Acceso de un antibiótico al sítio de infección en el pulmón Menor llegada del ATB Lóbulo Flujo sanguíneo normal Hipoxia alveolar (ausencia de ventilación colateral) vasoconstricción hipoxica (flujo sanguíneo reducido en la zona hipoventilada zonas correctamente oxigenadas zona obstruída Flujo sanguíneo normal Importante: Asociar AINES

Mecanismos de defensa pulmonar local: “Otro problema adicional ”

Mayor predisposición invasión bacteriana MP: 10 6 cel/ml (80-95 %) defensa pulmonar Especie < número de macrófagos Pulmonares Mayor predisposicón a Enf. Resp. Pobre capacidad fagocítica Pasteurella. Macrófago Bovino es el menos eficiente Dentro de la especie rumiante Fácilmente destruido por Factores tóxicos bacterianos (Pasteurella) experimentando degranulación in situ La interacción con virus altera sus funciones: fagocitosis , actividad de receptores (participación sistema inmune) producción de factores quimiotáctico Mayor predisposición invasión bacteriana

El sitio de Infección Los 3 tipos de bacterias Intracelulares obligatoria Chlamydiae Rickettsia Brucella Lawsonia intracellularis (enterite proliferative du porc) Rhodococcus equi Extracelulares S. pneumoniae E. coli Klebsiella Mannhemia pasteurella Actinobacillius pleuropneumoniae Mycoplasma hyopneumoniae Bordetala bronchoseptia Intracelulares facultativas S. aureus S. typhi Listeria Mycobacterium tubercolosis Streptococcus suis

(S. aureus, Brucella, Salmonella) Barrera, eflujo bomba Poros capilares Plasma Fluido intersticial SNC, retina, próstata Sitio de acción para la mayoría de bacterias de interés en medicina veterianra Tisular barrera B Mannhemia, Pasteurella Haemophilus, Streptococcus, Staphylococcus, Coli, Klebsiella unido  F Unido  F B lipofílico F Bomba de eflujo Total concentración Biofase para bacterias facultativas/ obligatorias intracelulares unido Citosol (Listeria, Shigella) B F Fagosoma (Clamidiae) Cell membrane Célula unido B F B B Bacteria obligatoria O facultativa Fagolisosoma (S. aureus, Brucella, Salmonella)

Intracelular localización de bacterias Fusion B Lisosoma 3 pH=7.4 Fagosoma Fagolisosoma B 4 B 1 B S.aureaus Brucella Salmonella Coxiella burneti pH=5.0 B B B 2 Clamidias B No fusión con lisosomas Listeria

Localización Intracelular de ATB Fagolisosoma volúmen 1 to 5% volumen de la cel. pH=5.0 Citosol pH=7.2 Fluoroquinolonas(x2-8) beta-lactámicos (x0.2-0.6)) Macrolidos (x10-50) Aminoglucósides (x2-4) Ión trapping de base debiles elevado valor pKa

Relación de concentraciones intracelular vs Relación de concentraciones intracelular vs. extracelular de antibióticos en los macrófagos alveolares Benzilpenicilina 0.07 ± 0.09 Cefazolina 0.08 ± 0.01 Cefalexina 0.31 ± 0.04 Gentamicina 0.56 ± 0.11 Tetraciclina 0.77 ± 0.03 Cloramphenicol 1.98 ± 0.13 Rifampicina 1.94 ± 0.20 Lincomicina 1.08 ± 0.16 Eritromicina base 15.60 ± 2.74 Eritromicina propionato 30.75 ± 4.50 Clindamicina 45.0 ± 5.02

CMI (µg/mL) principales ATB vis-à-vis pasteurellas Antibióticos M.haemolytica P.multocida Tilmicosina 3.12 6.25 Ceftiofur 0.0016 0.004 Flumequina 1.0 0.85 Marbofloxacina 0.023 0.015 Enrofloxacina 0.03 <0.004 Oxitetracicline >16 >16 Espiramicina >16 >16 Tilosina >16 >16 TMP/sulfa 0.5/10 0.015 Ampicilina 8 0.03 Tulatromicina 2.0 0.5

Concentraciones pulmonares totales en antibioticos Publicita (mismo en artículos científicos) donde se resalta las concentraciones en el parenquima pulmonar del antibiótico para explicar su eficacia (particularmente de los macrólidos) Los patógenos pulmonares de los bovinos son todos extracelulares y las concentraciones totales pulmonares no tienen significación terapéutica pues ellos reflejan une acumulación del antibiótico en las organelas intracelulares (principalmente el en el fagolisosoma)

Conclusiones: Antibiótico terapia Práctica en el Bovino Qué Hacer ?

Uso de Metafiláxia ATB Criterio para ponerse en movimiento: Temperatura rectal (39.5-40°C), Disminución del apetito % crítico alcanzado (ex: <10% animales afectados) USAR Macrólidos, β Lactámicos

Dosis antibióticos utilizados en patologías respiratorias Antibacteriano Dosis Intervalo posológico Tilosina 18 mg/kg IM Repetir 48 y 72 hs Tilmicosina 10 mg/kg s/c Marbofloxacina 2 mg /kg C/24 durante días 3-5- Gentamicina 5 mg/kg Repetir 48, 60 y 72 hs Ceftiofur 1 m/kg IM o s/c C/24h durante 3-5 días Oxitetraciclina 20 mg/kg IM L.A Florfenicol Repetir 48 hs Eritromicina 9 mg/kg IM Ampicilina 12-15 mg/kg L.A c/48hs - C/12-24 hs

Tratamiento curativo Debe hacerse lo más precoz posible y SIEMPRE: ATB+ AINES Respetar estrictamente el intervalo posológico No mover los animales con infección bronco-pulmonar

Wallmacq et al., 2007 Rev med vet 8-9 pp 418-424

Antibioterapia con y sin corticoide ? Grupos Dexametasona sin Dexametasona N° animales 1113 1071 Rta positiva 913 (82.0%) 916 (85.5%) Mortalidad 77 (6.9%) 61 (5.7%) Recaídas 265 (23.8%) 193 (18.0%)

Gracias por la atención!